공부하자 네트워크

TCP와 UDP

• TCP에만 연결(Connection, Session, Virtual Circuit)개념이 있다.
• 연결은 결과적으로 순서번호로 구현된다.
• 연결은 '상태(전이)' 개념을 동반한다.
• TCP는 배려남, UDP는 (배려가 없는) 나쁜 남자에 비유할 수 있다.

순서번호는 각 데이터용량 + 1이다.

User(System S/W)	Process(Client)	소켓생성
	File(Socket)	소켓오픈, TCP Port 부여
Kernel(Application S/W)	TCP	예) TCP : 3000
	IP	192.168.0.10
	Driver	랜선, L2Switch, Router,Internet,
H/W(Physical)	NIC

H/W(Physical)		Router, L2Switch, 랜선
	NIC
Kernel(Application S/W)	Driver
	IP	예) TCP : 80
	TCP	192.168.0.20
User(System S/W)	File(Socket)	연결대기(LISTEN)
	Process(Server)	소켓 생성, 개방

서버가 열려있지 않다면 OS에서 처리해준다

 

소켓 통신을 위한 준비

1. 서버의 소켓을 열어 연결대기 상태로 만든다
2. 클라이언트는 서버의 IP와 Port를 알아야 한다
3. 클라이언트도 통신을 위한 소켓을 연다

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TCP 연결 과정(3-way handshaking)

SYN : Synchronization

ACK : Acknowlegment

SYN_SENT : Synchronization Segment, Request Segment 전송

SYN_RCVD : Synchronization Recive, SYN 요청을 받은 상태

Established : 연결 상태

 

대전제 : 서버(192.168.0.20:80)가 열려있고 클라이언트가 연결을 시도

 

Round Trip Time(RTT) 50ms로 가정하자

통신단위는 Segment지만 형태가 다르다

IP Header + Payload가 아닌 IP Header + TCP Header의 형태이다

단순 내부 연결 관리 목적의 세그먼트가 이동한다

 

클라이언트는 랜덤으로 시퀀스 넘버를 생성(예 : 1000번)

서버에 SYN(1000) 연결요청

서버도 시퀀스 넘버를 생성 (예 : 1000번)

클라이언트에 응답으로 SYN(4000) + ACK(1001) 전달

(이때 클라이언트는 연결됬다고 판단, 서버는 아직 ACK를 못받아 연결을 하지 않은 상태)

클라이언트는 응답으로ACK(4001) 전달

 

요약

시퀀스 번호 + 정책(MSS)를 교환

그런데 클라이언트 MMS가 1460bytes이고 서버 MMS가 1400bytes 이면 하향평준화하여 통신

 

연결이라는 건 관리적 정보, 프로토콜이 규정하는 정보를 교환하는 것

TCP 통신은 논리적 연결이다.

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TCP 연결 종료 과정(4-way handshaking)

대전제 : 클라이언트가 연결 종료를 시도(일반적인 상황을 전제로 한다.)

CLOSE_WAIT : 서버의 입장

TIME_WAIT : 서버 연결을 끊자고 요청이 온 상태, 클라이언트 입장

CLOSED : 소켓을 회수(자원 회수)

TCP (연결) 상태 변화

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TCP Header 형식

UDP Header 형식

영상송출, 게임서버

멀티미디어 데이터 전송에 최적화된 측면이 있다

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파일 다운로드 중 LAN 케이블을 분리했다가 다시 연결하면 TCP 연결은 어떻게 될까?

TCP 연결은 유지된다. 단 얼마나 오래 분리해놓았느냐에 따라 다른다.

소켓 프로그래밍은 수시로 연결이 되어있는지 확인한다. 하트비트를 보낸다고 표현한다.

 

TCP 연결이라는 착각

• 재전송 타이머의 기본 근사값은 대략 3초다. 하지만 대부분의 운영체제들은 1초 미만이다.
• 재전송 타이머 만료 후에도 확인 응답을 받지 못한 경우 세그먼트를 재전송하고 RTO(Retransmission Time-OUT) 값은 두배로 증가한다. 1초 -> 2초 -> 4초 -> 8초 -> 16초 간격으로 재전송
• 보통 최대 5회 재전송을 시도하고 5회 이상 모두 실패할 경우 보통 전송 오류가 발생

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TCP 연결과 게임 버그

• 어떤 MMORPG 게임에서 아이템 복제버그가 발생하였다.
• 이는 논리적 TCP 연결과 물리적 링크간 차이를 이용한 시간차 공격이라 볼 수 있으며 연결이 사실은 End-point의 주관적 판단에 불과하다는 것을 보여준다.
• 보안성이 전혀 없는 판단이다.
• 보안성의 3대요소 
  1. 기밀 : 누가 도청할 수 있는가
  2. 무결 : 딴 놈이 흉내 낸 거, 나는 '아'라고 했는데 '어'라고 들리게 조작, 변조했다. 그러할 가능성이 없다는 것
  3. 가용 : 항상 될 수 있게 해주는 것. 이건 재해대잭에 관련됨

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DNS

 

이름으로 IPv4 주소를 검색해 결과를 알려주는 서비스를 제공

• 분산 구조형 DB
  • DB 시스템(DNS 네임 서버)의 분산 구성
  • 데이터의 영역별 구분(Domain Zone) 및 분산관리
  • 도메인의 네임서머 및 도메인 데이터는 해당 관리주체에 의해 독립적으로 관리됨
• Tree 구조의 도메인 네임(Domain Name) 체계
  • Domain : 영역, 영토를 의미
  • 도메인 네임의 자융적 생성
  • 생성된 도메인 네임은 언제나 유일(Unique)하도록 네임 체계 구성

Host	Domain Name
www	naver.com

 

PC -> DNS -> PC -> Server

PC (DNS cache 확인) -> Server 

 

처음에 IP주소+유효시간을 DNS에서 받고 PC는 메모리에 저장(DNS cache)하여 반복해 묻는 것을 방지한다

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DNS Cache : DNS로 부터 받아온 정보를 메모리에 저장

Hosts File : IP와 URL이 작성된 파일

공유기가 DNS 역할을 대행할 수도 있다. 공유기가 DNS 포워딩 기능을 할 때 가능

 

Root DNS 

• 13대 정도 있음(iana.org)
• DNS를 위한 DNS
• 일반 DNS도 캐싱을 하기때문에 Root DNS에서 받은 정보를 저장함