🥥네트워크 9일차(4.21) UDP FTP TFTP Telnet SNMP GNS3 시리얼통신 2진수 16진수 parity bit promisc mode

 UDP(User Datagram Protocol)

  통신에서 데이터가 반드시 정확히 전송되어져야만 하는 것도 있지만, IP TV의 마라톤 중계나 화상 회의, VoIP(인터넷 전화기)처럼 같이 반드시 전송이 보장될 필요가 없는 곳에 UDP 프로토콜이 사용된다. UDP는 비연결지향적(connectionless oriented) 프로토콜로써 데이터를 보내기 전에 미리 상대방과 연결을 수립할 필요가 없다. 사실 이 프로토콜은 수신자가 온라인 상태인지도 확인하지 않는다. UDP는 데이터를 묶어서 IP로 내려 보내기만 할 뿐이고 제대로 전송된 여부 확인은 상대방 응용층에 달려있다. 
  Printer, TFTP Server, DNS(이름 풀이), DHCP, SNMP, ....등이 UDP를 사용한다.  

https://trts1004.tistory.com/12109014

 TCP가 전화와 비슷해서 상대방을 확인한 뒤에 전달하는 것이라면 UDP는 우편과 비슷해서 상대방의 존재 유무를 확인하지 않고 전달해 버린다. UDP도 TCP와 마찬가지로 전송층 프로토콜이다. UDP는 보통 멀티미디어나 대용량 파일을 전송할 때 주로 사용되는 프로토콜로써 멀티미디어 시대인 요즘 속도와 대용량 전송으로 UDP가 새롭게 각광을 받고 있다. 

https://determination.tistory.com/9

  FTP(File Transfer Protocol)

  FTP는 파일 송수신에 사용되는데 데이터를 2진 형태 Binary와 키보드의 ASCII 형태로 보내기 위한 프로토콜이다. FTP 어플리케이션은 서버/클라이언트 구조로 작동된다. 일반 사용자는 FTP 클라이언트 프로그램으로 FTP 서버에 사용자 크레덴셜(credential:User_ID와 Password를 합쳐서 부름)로 인증을 통하거나 디폴트인 익명 사용자(anonymous)로 로그인 할 수 있다. 어느 경우든지 크레덴셜은 표준 텍스트로 전송되므로 노출될 위험이 있고, 외부로 노출된 디렉터리로 연결한뒤, cd ..식으로 상위 디렉터리로 이동할 수 있기 때문에 반드시 chroot 설정(어느 경로에 있어도 가상으로 / 경로가 되게 해서 더 이상 상위 디렉터리로 이동하지 못하게 함)을 해주어야 한다. 
  클라이언트는 21번 포트로 연결 요청을 하면 FTP 서버는 클라이언트가 초기화 때 지정한 포트번호를 사용해서(ACTIVE) FTP 통신을 하기도 하지만, 대부분은 서버가 한가한 포트를 할당해서(PASSIVE) 클라이언트를 연결시켜준다. 동일한 FTP 서버에 대해서 여러 개의 FTP 세션을 열 수도 있다. 데이터는 매우 정확하게 송수신 된다.

 

 TFTP(Trivial FTP)

  이 TFTP는 FTP와 비슷하지만 소용량의 파일을 전송하는데 사용되며 프린터 설정과 라우터의 ISO 파일 업데이트나 설정파일 적용에도 이용된다. TFTP는 UDP를 사용하므로 대역폭이 크지 않은 네트워크에서 적합하다. 하지만 TFTP 서버는 인증 메카니즘을 가지고 있지 않기 때문에 해커의 침투 대상이 되기 쉽다.   

Telnet

Telnet은 TCP를 사용하는 연결지향적 프로토콜인데 FTP처럼 서버/클라이언트 구조이다. Telnet은 주로 원격에서 라우터의 Telnet 포트(vty)와 연결해서 설정을 고치거나 확인하는 등의 작업을 하게 한다. 하지만 파일 전송은 불가해서 라우터에 FTP와 함께 Telnet을 설정해 두는 경우가 많다. 
  보안을 위해서 Telnet 대신에 라우터/스위치에 SSH로 접속하게 하고 있다.

 

SNMP(Simple Network Management Protocol)

  SNMP는 UDP를 사용하는 네트워크 관리(모니터링) 프로토콜이다. 네트워크 관리자는 SNMP를 통해서 원격에서 네트워크를 모니터링한다. 버전1은 보안 기능이 취약해서 해커의 표적이 되어왔지만 버전2는 보안이 매우 강해졌다. 하지만 현재도 대부분 네트워크는 버전1을 주로 사용하고 있는 실정이어서 해킹되기 쉽다. 현재 v3가지 나와 있다. SNMP 시스템에서는 일종의 암호처럼 사용되는 community name으로 노드들이 묶이는데 public(v1)/private(v2)으로 되어 있다. 
  철새의 이동, QR 코드 등 인벤터리(Inventory) 분야에서도 널리 사용되고 있다.

  SNMP는 네트워크상의 노드들은 정기적으로 poll을 발생시켜서 자신의 상태를 서버에게 알림으로써 서버가 노드들의 상태를 진단할 수 있게 한다. 조회된 정보는 MIB(Management Information Base)라는 데이터베이스에 저장된다. 포트 고장, 불법적인 접근시도, 이상한 대역폭 증가와 같은 노드들의 이벤트를 감지해서 SNMP 관리자에게 경고를 하거나 메일을 보내도록 설정할 수 있다. 
  보안에서는 어느 호스트의 NIC가 promis(cuous) 모드로 설정되어져 있으면 이 SNMP를 사용해서 네트워크의 대역폭을 보고 있거나 해커가 로컬 LAN을 들여다 보고 있는 것이므로 특히 주의한다.

=>HP의 OpenView나 Cisco의 CiscoWorks 2000과 같은 제품들을 사용하면 전체 네트워크를 그래픽으로 표시해서 노드의 상태와 소프트웨어 버전, 노드 고장 시 경고음을 내게 할 수 있고, 원격에서 해당 노드의 구성 설정을 변경할 수도 있다.

  SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), Rlogin, X windows, NFS(Network File System)과 같은 여러 프로토콜이 이 응용층에 있는데 이런 프로토콜과 어플리케이션들은 TCP/IP의 기능을 잘 활용한 기법들이다.

 

 

 

 두 대의 라우터로 Back-To-Back 실습환경 구성하기

  실제 라우터 두 대가 준비되어 있다면 이들을 서로 연결해서 라우터 설정 및 구성을 다음처럼 해서 실습할 수 있다. 
① 두 개의 라우터가 있을 때 한쪽은 DCE, 다른 쪽은 DTE로 표시된 V.35 콘솔 케이블로 라우터끼리 묶는데 이를 Back-to-Back 연결이라고 한다. 
② 이어서 DTE 라우터에서 컴퓨터와 연결되게 9-pin Null cable이 있어야 하지만 최신 머신에서는 이런 시리얼 COM 포트 인터페    이스가 없기 때문에 ‘9-pin<=>USB 젠더’를 사용해서 연결한 뒤>컴퓨터에 USB로 연결하면 된다
③ 이어서 컴퓨터에 putty.exe 프로그램을 설치하고>필요하면 시리얼 COM 포트용 드라이버 NEXT-RS232-TC와 같은 드라이버를     설치하고>Windows 머신에서 바탕화면 컴퓨터 우클릭>장치 관리자>맨 아래 포트로 가서 시리얼 포트가 COM1으로 인식되면
④ Putty에서 COM1 시리얼로 디폴트 설정(9600bps)으로 해서 연결한 뒤>스위치/라우터를 켜고>라우터 화면이 putty 창에 뜨면     된다. 

있다

콘솔 케이블 RS 232(시리얼 케이블)을 통해서 연결한다.

=>여기서 DTE는 라우터 쪽이고, DCE는 ISP(Internet Service Provider)쪽이어서 이 DCE에서 주는 대역폭으로 DTE 라우터 네트워크가 운영된다. ISP쪽인 DCE에서는 대역폭을 할당하기 위해서 **clock rate와 bandwidth를 할당한다. 

 

**clock rate는 데이터를 전송하거나 수신하는 데 사용되는 클럭의 속도, bandwidth 값은 해당 인터페이스가 처리 가능한 최대 데이터 전송 속도를 설정하는데 사용되며, 네트워크 성능을 조절하는 데 중요한 역할

 

 

라우터부터 설정

clock rate 56000(PSTN)으로 설정

bandwidth 56으로 설정

bandwidth 56으로 설정 추가!!!!!!!!

 

  전화선은 56kbps(Shannon's law)인데 PSTN/POTS라고 부른다.
여기서 응용한 것이 127kbps인 ISDN이고 
여기서 더 발전한 것이 1.5Mbps인 T1 라인이다. =>T3 

 

  원래 DTE 라우터에서 DCE ISP로 가는 경로에는 CSU/DSU가 있는데 이들은 Modem(MOdulation + DEModulation)의 역할을 한다. 모뎀은 로컬 LAN의 디지털 통신을 외부 WAN의 아날로그로 변환해주는 역할을 한다(Vice Versa). 하지만 이 CSU/DSU는 라우터 속에 내장되어서 외부로 보이지 않는다. 

  현재 설정은 running-config(=>run)으로 DRAM에 설정되어져 있지만 라우터/스위치를 리부팅하면 DRAM은 volatile(휘발성)이라서 모은 현재 설정 정보가 날라가서 없어진다. 따라서 다시 부팅해도 이 정보를 가져오게 하려면 startup-config(=>start)에 저장해 두어야 하는데 copy run start 하면 된다. 
  그리고 현재 설정이 엉망이 되어서 라우터/스위치가 정상작동되지 않으면 이를 시작 설정으로 되돌 릴 수 있는데 copy start run 하면 된다. 
=>현재 설정을 점검할 때 show run 해서 확인할 수 있다.   

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GNS3 실습

이미지를 불러온 후 저장

 

 

이렇게 배치한다

참고로 라우터를 놓고 심볼을 서버로 변경해준 것

 

 

 

현재 실행되고 있는 것을 다음번에 시작, 부팅할 때도 그대로 가지고 와라

그리고 PUTTY라서 느리니까 끄고 켜지 말고 그냥 두고 작업할 것

오른쪽도 똑같이 설정해줬다. 

저장

  IP Addressing 
  IP_주소는 네트워크층에서 2진수(binary)로 표시된다. 사람은 10진수(decimal)에 익숙하고 컴퓨터는 모든 것을 2진수로 인식한다. 그리고 2진수를 표시하기 위해서 16진수(hexa-decimal)를 사용한다. IP_주소를 위해서 2진수를 10진수로, 10진수를 2진수로, 그리고 16진수로 상호 변환하는 방법을 알고 있어야 한다. 또한 네트워크가 서브네팅이나 슈퍼네팅 된 여부는 IP_주소와 서브넷마스크를 보고 판단하므로 노드 A와 노드 B가 동일한 네트워크에 있는 여부는 IP_주소와 서브넷마스크를 ANDing 변환(1과 1만 1, 1과 0, 0과 1, 0과 0은 모두 0으로 처리)해서 판단한다. 

  Windows 레지스트리는 32비트로 구성되는데 WORD나 DWORD라는 단어를 자주 보게 된다. WORD는 CPU가 처리할 수 있는 하나의 단위로써 WORD는 unsigned short(4bit)이고 DWORD는 unsigned long(8bit) 데이터 타입이다. 
=>시작>regedit를 입력한다.

  참고로 디지털 표시는 
0, 1 ->bit, 4bits ->nibble, 8bits ->byte, 16bits ->WORD, 32bits ->DWORD, 64bits -> QWORD로 부른다. 
  또 큰 크기는 
  Deca(10^1) >Hecto(10^2) >Kilo(10^3) >Mega(10^6) >Giga(10^9) >Tera(10^12) >Peta (10^15) >Exa(10^18) >Zetta(10^21) >Yotta(10^24) 순서이고, 
  작은 크기는 
  Deci(10^-1) >Centi(10^-2) >Mili(10^-3) >Micro(10^-6) >Nano(10^-9) >Pico(10^-12) >Femto(10^-15) >Atto(10^-18) >Zepto(10^-21) >Yocto(10^-24) 순서이다.

   2진수는 on/off, 0/1, +/-(전압), T/F(참/거짓) 두 값만 사용(Boolean)해서 표시하기 때문에 IP_주소와 문자, 그림 등도 0과 1로만 표시하는 2진법에 기초하고 있다. 2진법에는 0과 1 두 수만 존재하지만 사람은 0~9까지의 10진수에 익숙해서 2진수를 10진수로 변환해서 표현한다. 원리는 간단하다. 우선 계산의 편리를 위해서 2^10=1024, 2^9=512, 2^8=256, 2^7=128, 2^6=64, 2^5=32, 2^4=16, 2^3=8, 2^2=4, 2^1=2, 2^0=1을 알아두면 쉽다. 그리고 16진법 주소 표시는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F로 표시한다.

10진수->2진수 : 29는 29÷2=14 나머지 1, 14÷2=7 나머지 0, 7÷2=3 나머지 1, 3÷2=1 나머지 1인데
                      => 이를 거꾸로 쓰면 11101이다. 따라서 10진수 29는 2진수 10111인데 바이트로 표시한다면 1바이트는 8비트이므로 모자라는 숫자를 0으로 앞에 채워서(이를 패딩(padding)한다고 한다) 00011101이 된다. 
또 67이라면 67/2=33+1, 33/2=16+1, 16/2=8+0, 8/2=4+0, 4/2=2+0, 2/2=1+0이므로 거꾸로 쓰면 01000011이 된다. 

** 참고적으로 9bit로 전송할 때가 있다. 마지막에 붙는 9번째 비트를 parity bit라고 한다. 패리티 비트는 오류 체크할 때 사용되는  데 even(짝수) parity와 odd(홀수) parity 두 가지가 있다. 2진수의 1의 갯수가 홀수이면 패리티비트는 0, 짝수이면 1을 넣어준다. 데이터는 비트수가 늘어나서 느릴 수 있지만 정확한 전송이 된다.

 

 

시리얼 통신
    시리얼 통신은 RS-232 케이블로 통신하는데 정확한 전송을 위해서 one bit at a time으로 전송하는데 수신자와 송신자가 신호를 맞춰야 하므로 start bit가 있고, end bit가 있어야 데이터 비트가 분할된다. 여기에 패리티 비트가 있을 수도 있다. 이런 통신은  
synchronized(동기화) 하는데 주로 사용된다.  속도는 느리지만 정확한 전송이 가능하다. 주로 업로드에서 사용된다. 

이에 비해서 데이터를 동기화 시키지 않고 전송하는 것을 비동기식 전송(Asynchronized)이라고 한다.주로 다운로드에서 사용된다.

네, 맞습니다.
시리얼 통신에서 RS-232 케이블을 이용한 동기식 전송은 데이터 비트를 하나씩 전송하며, 수신자와 송신자가 신호를 맞추기 위해 start bit와 end bit를 사용합니다. 또한, 패리티 비트를 추가하여 오류 검출 기능을 사용할 수도 있습니다. 이러한 방식은 데이터 전송 속도가 비교적 느리지만, 전송의 정확성이 높아 업로드에 주로 사용됩니다. 반면에 비동기식 전송은 데이터를 동기화하지 않고 전송하는 방식으로, 데이터를 묶음 단위로 처리하고, 각각의 묶음에 대해 동기화 신호를 사용하지 않습니다. 이를 통해 전송 속도를 높일 수 있습니다. 비동기식 전송은 데이터를 빠르게 전송해야 하는 다운로드 등의 경우에 주로 사용됩니다. 두 방식은 각각의 장단점이 있으며, 사용하는 환경과 목적에 따라 선택되어야 합니다. 동기식 전송은 정확한 전송을 보장하고 오류 검출 기능을 강화할 수 있지만, 전송 속도가 느리다는 단점이 있습니다. 반면에 비동기식 전송은 전송 속도가 빠르지만, 데이터 동기화가 필요 없기 때문에 일부 오류 검출이 불가능할 수 있습니다.

아 ChatGPT 때문에 헤맸네... 아까 틀리다고 왜 그랬어..

 

동기식 비동기식 그림

https://khj93.tistory.com/entry/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-Synchronous%EB%8F%99%EA%B8%B0%EC%8B%9D-%ED%86%B5%EC%8B%A0%EA%B3%BC-Asynchronous%EB%B9%84%EB%8F%99%EA%B8%B0%EC%8B%9D-%ED%86%B5%EC%8B%A0%EC%9D%B4%EB%9E%80

 

아!! 그리고 헷갈리는 개념

시리얼 포트는 물리적으로는 아날로그 신호를 사용하여 데이터를 전송하는 인터페이스입니다. 예를 들어, RS-232와 같은 시리얼 포트는 전압 레벨의 변화를 이용하여 데이터를 표현합니다. 하지만 이러한 아날로그 신호는 컴퓨터 내부에서는 디지털로 처리됩니다. 따라서 시리얼 포트는 물리적으로는 아날로그이지만, 내부에서는 디지털 데이터로 처리됩니다.

시리얼 통신은 데이터를 일련의 비트(0 또는 1)로 나타내는 디지털 통신 방식입니다. 시리얼 포트를 통해 전송되는 데이터는 디지털 데이터로 인식되어 시리얼 통신 프로토콜에 따라 디지털 신호로 변환되고, 수신 측에서는 디지털 데이터를 다시 복원하여 처리됩니다.
따라서, 시리얼 포트는 물리적으로는 아날로그이지만, 시리얼 통신은 디지털 데이터를 사용하여 통신하는 방식입니다.

 
2진수->10진수 : 2^0부터 시작해서 2^8=2^0+2^1+2^2+2^3+2^4+2^5+2^6+2^7까지 진행하면 되는데 어느 숫자의 0승은 1  이라는 것을 기억하고, 1+2+4+8+16+32+64+128=255가 된다. 
또 11101=2^4+2^3+2^2+0+2^0=16+8+4+0+1=29이고, 
그리고 01000011=2^6+0+0+0+0+2^1+2^0=64+0+0+0+0+2+1=67이다. 

https://ko.linux-console.net/?p=2628#gsc.tab=0

나는 그냥 이 표에 있는 128, 64 이 숫자들을 외워서 변환하는 편

2진수->16진수 : 0, 1 ,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A(10), B(11), C(12), D(13), E(14), F(15)로 표시하는데, 예를 들어 29는 2진법으로  00011101이면 4자리씩 나누어 둘로 나누어 각각 16진법으로 만든다. 
  앞의 4자리 0001은 2^0=1이므로 그냥 1이고, 뒤의 4자리 1101은 2^3+2^2+0+2^0=8+4+0+1=13이므로 D이다.  

따라서 1D가 된다. 12[십이]=>[일이]

https://www.youtube.com/watch?v=IQlkG-UdEGU

4자리씩 끊어서 변환하면 아주 쉽다.

  IP에서 논리적 주소는 32비트 길이인데 각각의 비트는 0 혹은 1로 이뤄진 2진 주소이다. 따라서 각 노드에 대해서 32비트로 주소를 기억한다는 것은 사람으로써는 거의 불가능 하다. 따라서 10진수로 이 숫자를 변환시켜 사용한다. 
  32비트인 2진수 11001010110011000010100100101001을 
  10진수로 만든다면 옥텟(octet:8비트 단위)으로 나눠서 4 옥텟마다 점(.)을 찍어서 
 11001010.11001100.00101111.00101001로 만든 다음, 
  2^7+2^6+2^3+2^1.2^7+2^6+2^3+2^2.2^5+2^3+2^2+2^1+2^0.2^5+2^3+2^0 해서 각 옥텟을 10진수로 전환하면 202.204.47.41이 되는데 32개의 0과 1보다 기억하기 쉬울 것이다. 
하지만 사람에게는 이 숫자도 복잡하므로 DNS 서버를 사용해서 www.naver.com식으로 간단히 기억해서 사용한다.