🍇주말 보안 네트워크 1일차 LAN WAN 인트라넷 엑스트라넷 protocol OSI 레이어 MAC 주소 Ethernet CSU/DSU 토폴로지 Cabling media 베이스밴드 브로드밴드

  네트워크
  네트워크는 리소스(데이터, 자료, 사용자, 프린터, ....)를 공유하기 위해서 생겨남 
  네트워크의 규모는 Segment ->LAN ->MAN ->WAN의 규모이다. 정확히 정의하기는 힘들 수 있다. 
MAN은 거의 개념이 없다.
==>LAN은 라우터 이하의 영역을 말한다. 라우터 이상은 WAN이라고 한다. 
  네트워크의 모든 노드들은 NIC(Network Interface Card)에 연결되어져 있다.
  NIC는 고유한 48bits의 숫자(MAC 주소)를 가지고 있다. 

  일반적으로 조직 내에서의 리소스는 시작>'\\192.168.100.111\공유된_폴더' 식으로 찾지만  
=>Windows에서는 경로를 \로 표시하고, Linux에서는 /로 표시한다. 
    Windows에서의 경로를 Linux에서 표시한다면 //로 표시한다. 

  Intranet : 로컬 LAN(도메인 내)에서의 리소스 탐색을 웹 브라우저로 하는 경우 
               =>웹브라우저에서 file:///IP_주소/공유폴더 
  Extranet : 도메인을 넘어서 연관된 조직에서 리소스 탐색을 웹 브라우저로 하는 경우 

  노드(node) : 네트워크상의 NIC로 연결된 모두 장치들(printer, computer, ......)
  워크스테이션(workstation) : 도메인에 가입된 노드들 
  호스트(host) : 일반적인 컴퓨터를 이르는 말 
  PC, box, machine, can 식으로 부를 때도 있다. 

  '도메인'은 영역이라는 의미로 가상적으로 리소스들이 묶여 있는 영역이다.
naver.com이라는 도메인은 www.naver.com, ftp.naver.com, ...식으로 naver.com이라는 도메인에 www라는 웹 서버와 ftp라는 파일 전송 서버가 들어 있다. kim@naver.com식으로 메일서버의 클라이언트도 있을 수 있다. 

  '프로토콜(Protocol)'이란 용어도 자주 나오는데 프로토콜은 시스템 혹은 노드끼리 통신을 하기 위한 규약으로써 두 노드는 프로토콜이 같아야 통신이 가능해 진다. 현재 사용되는 프로토콜은 만 여 개가 넘는데 TCP, IP, FTP, DHCP, RIP, OSPF, ... 등이다.  
=>라우팅 프로토콜인 RIP과 OSPF가 섞여있는 네트워크에서는 서로 통신이 되지 못한다.
    서로에게 static이나 redistribute 기법으로 상대 프로토콜을 서로에게 인식시켜 주어야 된다!!!

특정 브랜드에 종속적인 경우(스위치 장비도 Cisco, 라우터도 Cisco, 통신 연결을 KT, ...)를 Proprietary하다고 한다.
=>웹 브라우저도 Chrome, 웹 브라우저도 Google만 사용하는 경우도 해당된다.
==>인터넷에서 사용하는 프로토콜 TCP/IP는 Non-proprietary하다!!!!
      MS NetBEUI, IBM NetBIOS, Novell IPX/SPX, Apple AppleTalk 등도 네트워크가 가능하다. 하지만 인터넷은 물가하다.  Windows만 사용한은 조직에서 내부에서는 MS의 WINS라는 네트워크로 구성하고 인터넷 사용 시만 TCP/IP를 사용할 수도 있다. 

  proprietary에 대한 문제를 해결하기 위해서 1984년에 ISO(International Organization for Standardization)라는 단체가 이런 문제를 해결하기 위해서 OSI(Open System Interconnect) model을 만들었는데 각 제조사 장치 간 상호 호환성을 위한 지침으로써 많은 제조사들이 이 지침에 따라서 제품을 출시하게 되었다. 이제 조직들은 네트워크를 구축할 때 여러 다양한 제조사의 장치와 프로토콜을 혼용해서 사용해도 리소스 공유에 문제가 없게 되었고, 제조사 간 경쟁으로 인해서 기술개발 향상과 장비의 가격 저하 효과도 이뤄냈다. OSI 모델은 단지 네트워크 시스템의 구성 등을 위한 표준적 모델을 정의한 것이다. 물론 다른 정의의 모델들도 몇 개가 더 있지만 이 OSI 모델을 이해하면 다른 모델들도 이해하기 쉽고, 이 모델이 업계 표준이므로 네트워크 입문의 가장 기본지식으로 여겨지고 있다. OSI 모델은 하지만 사용자를 위한 것이 아니라 네트워크 벤더(Vendor)들을 위한 지침인 것을 기억해야 한다.

  OSI 모델의 작동원리
  OSI 모델은 각 계층에서 ‘무엇을 해야 하는지’만 정의하고 ‘어떻게 (그것을) 구현해야 하는지’에 대해서는 정의하지 않고 있는데 이는 개발자나 제조사가 자신의 판단에 따라 가장 좋은 방법으로 그것을 수행하게 자유를 준 것으로 볼 수 있다. 
  OSI 모델은 7계층으로 나누고 맨 아래층부터 차례로 제1 계층, 제2 계층, ..제7 계층으로 부른다. 이 계층을 알아야 네트워크상의 데이터 흐름을 이해할 수 있다. 
  각 계층은 다른 계층과 분리되어져서 자신만의 기능을 캡슐화(encapsulate) 해서 데이터의 헤더부분에 추가한 다음, 이웃한 층으로 보낸다. 이렇게 순수한 데이터 이외에 추가되는 부가 정보를 오버헤드(overhead)라고 부른다.   각층은 바로 위/아래 이웃한 층하고만 통신이 된다.

L7 : Application(응용) : data : http, ftp, dns, smtp, telnet, 한글, AV, ... : 서비스 제공, 상대방 찾기, 통신 동기화, ..
=>L7 Switch(응용 스위치)
L6 : Presentation(표현) : data : EBCDIC, mpeg, jpg, smb, tls, ... : 멀티미디어, 압축, 암호화 , ..
=>L6 Switch(멀티미디어 스위치, 콘텐츠 스위치)
L5 : Session(세션) : data : netbios, sap, X, ssh, rlogin, ... : 통신 수립, 통신 제어, 연결 설정/해제, 전이중/반이중/ ...
=>L5 Switch
L4 : Transport(전송) : segment : tcp, udp, rip, bgp, ssl, ............... : 가상회로 설정, 데이터 무결성 보장, ...
=>L4 Switch, 그리고 Multiplexer(다중화기), Concentrator(집중화기)-Distributor(분배기) 등의 WAN 장비 사용
=>WAN은 CO(Central Office: 전화국 =>Telco), ISP(Internet Service Provider=>LG U+, SK, KT)
L3 : Network(네트워크) : packet(tcp)/datagram(udp) : ip, ipx, appletalk, icmp, ...: 경로 찾아서 전송, 흐름/오류 제어, end-to-end 연결, ... =>Router, L3 Switch(라우터와 스위치 겸용)
L2 : DataLink(데이터링크) : frame : ethernet, mac, fddi, atm, hdlc, arp, ....: 오류 체크, LLC/MAC으로 구성
=>Bridge, L2 Switch 
L1 : Physical(물리) : bit : fiber-optic, rs-232, x.21, .......................... : 실제적 전송
=>Hub, Repeater, ...

*** 네트워크를 이해하지 못하면 패킷 분석 등을 이해할 수 없다.
     Linux/Windows 서버(DNS, DHCP, Proxy, ...)를 이해하지 못하면 보안설정, 해킹을 이해할 수 없다.
     (Linux/Nework based) Cloud를 이해하지 못하면 미래의 네트워크를 이해하지 못한다. 

  IP_주소는 간단히 말하면 '네트워크_부분'과 '호스트_부분'으로 나뉜다.
IP_주소가 192.168.100.10/24 라면 
192.168.100.0  이 네트워크 부분이고 
0.   0.    0.  10 이 호스트 부분이다. 이는 192.168.100.0 네트워크 상의 10이라는 호스트 주소이다. 
255.255.255.0 이 서브넷마스크가 되는데  /24를 CIDR 표기법이라고 하고 IP_주소 32비트에서 네트워크_비트 부분(24비트)을 말한다. 따라서 호스트 비트는 32-24=8비트가 된다. 
=>2^0+2^1+2^2+....+2^7=1+2+4+ ... +128=255이다. 
192.168.100.255 이 192.168.100.0 네트워크의 브로드캐스트(DirectiveBroadcast/Multicast:케이블방송)이다.
=>0.0.0.0 255.255.255.255를 브로드캐스트(공중파)라고 한다.
 
full-duplex, half-duplex, simplex는 Session 층에서 정의되는데 
full-duplex는 동시에 데이터 송수신 가능, half-duplex는 송수신은 가능하지만 한 순간에는 한 방향으로만 전송, simple는 한 방향으로만 통신 가능(키보드, 마우스, 프린터, ....) 

  흐름제어 : window size로 조절한다.
buffering : 버퍼 메모리 확충 =>Buffer Full 
source quenching : 전송자에게 전송 금지요청
windowing : 전송 사이즈 업데이트로 수시로 조절 =>Buffer Update 

  에러 체크/수정 : checksum이 에러에 대한 기법이다.
parity bit : 보통 8비트(1바이트)로 데이터를 전송하는데 even/odd parity bit를 9번째에 넣어서 전송한다.
              디폴트가 odd parity인데 1의 갯수가 홀수 이어야 정상 데이터이다. 
CRC 계산

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=ansdbtls4067&logNo=220886661657

  A 네트워크상의  a 노드가 D 네트워크상의 d 노드에게 데이터를 전송할 때 네트워크가 다르기 때문에 라우터를 통해야만 하는데, 라우터는 타겟 호스트가 아니라 타겟 호스트가 속한 네트워크를 찾아가는 일을 하기 때문에 타겟 호스트의 IP_주소 중에서 호스트_주소에는 관심이 없고 오직 네트워크_주소에만 관심이 있다. 
  그리고 라우터는 브로드캐스트를 통과시키지 않는다. 라우터 A는 데이터를 받으면 그 데이터의 목적지 네트워크_주소만 보고 자신의 라우팅 테이블을 검사해서 어느 경로(인터페이스)로 보내는 것이 최적인지 결정한 다음, 이웃한 라우터 B에게 전달하면 자신의 역할을 다한 것이다. 이웃한 라우터 B도 똑같이 최적의 경로를 찾는 작업을 해서 또 이웃한 라우터 C에게 전달하는 식으로 해서 최종 목적지 라우터 D에게 패킷을 보낸다. 
  최종 목적지 라우터는 내부 LAN에서 호스트를 찾는 것이므로 ARP로 타겟 노드의 IP_주소의 MAC_주소를 확인한 뒤 데이터를 보낸다. 
=>외부로 데이터를 전송할 때(WAN)에는 목적지 호스트의 IP_주소 중 '네트워크_주소'만 보고 경로를 선택해서 보내고, 내부로 데이터를 전송할 때(LAN)에는 해당 호스트의 MAC_주소를 보고 전송한다. 
  최초의 호스트 설정에서는 각 호스트의 IP 주소만 설정하므로 LAN 전송에서는 이 IP_주소를 MAC_주소와 매핑시켜서(ARP 프로토콜) 각 호스트가 정보를 가지고 있다(ARP cache). 

  일반적으로 패킷은 15개의 라우터를 지날 수 없다(TTL=15), 즉 라우팅 테이블에는 15개까지만 경로를 저장한다. 라우터와 Layer-3 스위치가 네트워크층에 속한다. 라우터 A에서 TTL 16이고, 라우터 B로 가면서 -1 해서 15이고, 14, 13, 12, ....0이 되면 더 이상 타겟 라우터를 찾지 않고 해당 패킷을 버린다.   

  MAC_주소에 대해서 간단히 알아보자.
  IP_주소는 32비트이고, MAC_주소는 48비트로 네트워크 카드 제조사가 생성하는데 
처음 24비트(3바이트)는 IEEE에 의해 할당된 제조사별 벤더 번호(OUI)이고 
나머지 24비트(3바이트)는 제조사가 일련번호를 매긴 시리얼 번호(MAC)이다.
  예를 들어 Cisco사는 00-00-0C, LinkSys사는 00-E0-98, 3Com은 00-10-5A라는 지정된 OUI를 가지고 있다. 여기서 0C라는 하나의 주소는 문자나 숫자 하나당 4bit이기 때문에 0(4bit)+C(4bit) 해서 두 자리 0C는 8bit(1Byte)가 된다.

  라우터에서 PC의 모뎀과 같은 역할을 하는 것이 CSU/DSU인데 라우터(DTE)를 WAN (DCE) 네트워크에 접속시키는 역할을 한다. 여기에서는 동기화를 지원하는 패킷 스위칭 기법을 주로 사용한다. 모뎀은 WAN의 아날로그(sine wave)를 LAN의 디지털(0, 1)로 상호 변환하는 Modulation과 Demodulation의 머리자를 따서 만든 장치이다. LAN 디지털이 WAN 아날로그보다 속도가 빠르다.

  Ethernet
  이더넷은 CSMA/CD(Carrier Sense, Multiple Access/Collision Detection) 방식으로 통신하고 IEEE 802.3에 정의되어 있다. CMSACD는 통신하기 위해서 서로 경쟁(contend)해야 한다는 의미로 이들을 Collision Domain(충돌영역)이라고 부른다. 
허브(L1) :  하나의 충돌 도메인(영역), 전체적인 브로드캐스트를 받는다. 
브리지/스위치(L2) : 포트별로 충돌 도메인, 전체적인 브로드캐스를 받는다. <=MAC 주소만 있으면 통신됨
라우터(L3) : 충돌 도메인이 없음, 브로드캐스트를 외부로 내보내지 않는다. <=IP 주소가 있어야 통신됨

  Topology

https://brunch.co.kr/@spell/5

  네트워크의 배치를 말한다. Scalable(확장성)을 기준으로 말하기도 한다.
bus : coaxial(동축) cable로 연결, 신호의 반향(bounce)을 막기 위해서 양 끝단에 50옴(ohm)의 terminator 연결,
       BNC T connector나 Vampire tap으로 노드들을 연결, 확장성이 어렵다.  
star : UTP/STP cable로 연결, RJ-45 connector 이용, 확장성이 좋다. hub/switch로 노드들을 연결, 일반적으로 널리 사용된다. 
ring : Coaxial/STP cable 사용, 이론적으로 링이고 물리적으로는 MAU라는 허브/스위치와 같은 장비로 노드들을 연결, 확장성이 보통이다. NIC에 IN/OUT 두 개의 포트가 있다. 서버가 묶여 있는 DMZ에서 주로 사용됨
       token이 링을 돌다가 데이터가 있으면 데이터를 싣고 전송한다.
mesh : 한쪽은 bus, 다른 한쪽은 star 형으로 묶인 네트워크 

Cabling media
utp/stp : star 형에서 이더넷에서 사용. 대부분 사용. CAT(alog) 시리즈로 부름.  
            RJ-45로 연결(RJ-11: 전화선), cross-over/straight-thru  두 가지 방식으로 케이블링한다.
coaxial : RG(Registered) 시리즈로 부름, 고무 clad 안에 copper core이 들어 있다. TV-cable와 유사하다. 전기적 성향으로 데이터 전송
fiber-optic : 광 케이블, ST/MT로 연결, laser/led 빛으로 데이터 전송 
air

  참고로 다음 용어도 자주 보게 되므로 정리해 두자.
▪ Baseband : LAN, 디지털, 단거리, 양방향 통신, 데이터 전송, 단일 채널, TDM(시분할) 방식이고
▪ Broadband : WAN, 아날로그, 장거리, 단방향 통신, 데이터-음성-영상 전송, 다중 채널, FDM(주파수분할) 방식이다.

https://www.computernetworkingnotes.com/networking-tutorials/differences-between-baseband-and-broadband-explained.html

http://itnovice1.blogspot.com/2019/08/blog-post_85.html