Layer

Physical Layer

• Straight-Through Cable

Router <-> Switch

Switch <-> Computer

Hub    <-> Computer

• Crossover Cable

Router <-> Router

Switch <-> Switch

Hub    <-> Hub

Switch <-> Hub

Hub    <-> Switch

Router <-> Computer

Cable & Connector

Twisted-Pair	10BaseT 10 : 대역폭, base : base band	Unshielded (UTP) Shielded (STP)
Coaxial	10base2, 10base5 2 : 185m, 5 : 최대전송거리 500	ThinNet ThickNet
Fiber-Optic	100baseFx	Multi Mode Single Mode

UTP Cable Category

CAT 1	1Mbps 미만	아날로그 음성(전화) ISDN
CAT 2	4Mbps	주로 IBM의 토큰링에 사용
CAT 3	16Mbps	10Base Ethernet 데이터 및 음성 전송
CAT 4	20Mbps	16Mbps 토큰링에서 사용. 많이 사용하지 않음
CAT 5	100Mbps	100Mbps FastEhernet Network. 가장 보편적
CAT 6	200Mhz ~ 250 Mhz	1000Mbps를 구성하기 위해 만들어 졌다

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Datalink Layer

Ehernet Frame Header

Ethernet의 역사

Ethernet Frame Structure

Ehernet II (DIX 2.0)	8byte로 구성 송신측과 수신측의 비트 동기화를 위해 사용 이 영역의 다음부터 바이트 열의 유효한 프레임이 전달됨을 알림 상위 7byte : 비트 동기화를 위해서 10101010으로 된 비트열을 전달 하위 1byte : 프레임의 시작을 알리는 10101011을 절달 type ip : 0x0800 arp : 0x0806
IEEE 802.3	7byte로 구성 송신측과 수신측의 비트 동기화를 위해사용 상위 7byte : 비트 동기화를 위해서 10101010으로 된 비트열을 전달 하위 1byte : 프레임의 시작을 알리는 10101011을 절달 802.3에서는 하위 1byte를 SFD(Start Frame Delimiter)라 부름 (위 그림의 SOF) length : data의 길이 802.2 Header dsap ssap Ctrl. : 0x03 고정값

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Network Layer

IP address classes

Class	첫 옥탯의 범위	이론적 ip 주소 범위
A	0 ~ 127	0.0.0.0 ~ 127.255.255.255
B	128 ~ 191	128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
C	192 ~ 223	192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
D	224 ~ 239	224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
E	240 ~ 255	240.0.0.0 ~ 255.255.255.255

 

Multicast address

범위 시작 주소	범위 끝 주소	설명
224.0.0.0	224.0.0.255	특수 멀티캐스트 주소로 예약
224.0.1.0	238.255.255.255	전역(인터넷 전체) 멀티캐스트 주소
239.0.0.0	239.255.255.255	관리용(로컬) 멀티캐스트 주소

 

주소	설명
224.0.0.0	예약됨
224.0.0.1	서브넷의 모든 장비
224.0.0.2	비 서브넷의 모든 라우터
224.0.0.3	예약됨
224.0.0.4	DVMRP 를 사용하는 모든 라우터
224.0.0.5	OSPF를 사용하는 모든 라우터
224.0.0.6	OSPF로 지정된 라우터
224.0.0.9	RIP-2로 지정된 라우터
224.0.0.10	EIGRP
224.0.0.11	모바일 에이전트(모바일 ip)
224.0.0.12	DHCP 서버/중계 에이전트

Type of Data Transmissions

• Unicast

• A host -> b host 에게 data 전달하는 일반적인 방법

• HOST to HOST

• Broadcast

• 단일 Host가 Segment에 모든 호스틀 대상으로 Data를 전달

• 동일한 정보를 한번에 모든 호스트에게 전달하는 장점을 가짐

• Multicast
• 단일 HOST가 예약된 주소
• 목적지 주소를 각 주소에 예약된 Multicast Address를 입력하여 전달.

• 동일한 정보를 한번에 여러 호스트에게 전달

IP Header Format

4계층에서 내려온 데이터에 IP Header가 붙어서 2계츠응로 내려가면 Ehernet II Frame으로 캡슐화 되고 타입 필드에 0x0800이 들어간다

헤더의 길이는 20~60Byte이다

Version

패킷이  IPv4인지 IPv6인지 나타냄

IPv4일때는 0100

IHL(Header Length)

IP헤더의 길이를 4Byte 단위로 나타냄 [ 0001 ~

Type of Service(TOS)

IP패킷의 우선순위를 정의한다.

음성 -> 영상 -> Text

Total Length

패킷(헤더+데이터)의 길이를 바이트 단위로 나타냄 (46 ~ 1500 byte)

Identification

각 패킷을 식별하는 번호로, 패킷을 재조합 할때 사용

IP Flages

패킷이 단편호 되었는지 아닌지 단서를 제공하는 역할

첫번째 비트 : 예약되어 있는 비트(항상 0)

두번째 비트 : D(Don't Fragment?) 패킷이 분할되지 않았습니까?

• 1:네, 분할되지 않았습니다
• 0:아니오, 분할되었습니다

세번째 비트 : M(More Fragment?) 분할된 패킷이 더 있습니까?

• 1:네, 더 있습니다.내가 마지막 패킷이 아니다
• 0:아니오.제가 마지막 패킷입니다

Fragment Offset

패킷 재조립시 분할된 패킷간의 순서에 대한 정보

전체 데이터에서 분할된 패킷의 상대 위치를 8byte 단위로 나타낸다

정의된 값에 8을 곱한 값이 패킷의 삽입 위치가 됨

Time To Live(TTL)

패킷이 경유할 수 있는 최대 홉 수를 나타냄

패킷이 라우터를 통과할때마다 TTL값은 1씩 감소하게 되고, 0이 되면 패킷은 폐기됨, 이때 송신측으로 ICMP메시지가 전달됨

일반적인 TTL값은 운영체제에 따라 다름(Window :128, Linux 64, 기타 : 255)

목적지가 아무리 멀어도 보통 값이 30이면 도달

Protocol

IP Datagram의 몸체에 저장된 상위 계층 프로토콜을 나타냄

ICMP : 0x01

TCP   : 0x06

UDP  : 0x11

Header Checksum

오류 발생 여부를 확인

IP Option

특별한 처리 옵션이 추가로 들어 갈 수 있는 필드

ARP(Address Resolution Protocol)

TCP/IP 네트워크 모델의 인터넷 계층과 네트워크 인터페이스 계층 간에 주소 링크를 만듬

목적지 IP 주소 정보를 사용하여 목적지 이더넷 (MAC) 주소를 가져오는 주소 결정 작업을 수행

 

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)

TCP/IP 네트워크 모델의 네트워크 인터페이스 계층과 인터넷 계층 간에 주소 링크를 만듬

목적지 이더넷(MAC) 주소 정보를 사용하여 목적지 IP주소를 가져오는 역 주소 결정 작업을 수행

 

arp - a : arp 테이블의 입력 항목을 표시

IGMP(Internet Group Management Protocol)

• 멀티캐스트 통신할 때 사용하는 프로토콜 누가 내 정보를 받고자 하는지를 등록하는 녀석

• Data를 받고자 하는 사람들을 등록하는 녀석

ICMP(Internet Control Message Protocol)

• IP는 신뢰성을 보장하지 않는다

• Icmp는 오류 정보를 발견 송신측에 메시지를 전달하는 기능

•  

• 0,8   정상메시지

• 3, 11 비정상 메시지

Type	Message
0	에코 응답(Echo Reply)
3	수신처 도달 불가( Destination Unreachable )
4	발신제한(Source Quench)
5	라우트 변경 (redirect)
8	에코 요청 (Echo Request)
11	시간 초과(Time Excceded) == TTL over
12	파라미터 불량
13	타임 스탬프 요청
14	타임 스탬프 응답
15	정보 요구
16	정보 응답
17	주소 마스크 요구
18	주소 마스크 응답

Icmp Error Message

Icmp 에러 메시지를 읽는 가장 쉬운 방법은 메시지를 다룰 수 있는 크기로 나누는 것

메시지의 첫 부분은 항상 보고되는 측정 ICMP 에러 메시지를 나타내며,

메시지의 나머지 부분은 실패한 IP데이터그램의 헤더와 데이터 첫 8바이트를 포함

 

Code	Message
0	Network Unreachable
1	Host Unreachable
2	Protocol Unreachable
3	Port Unreachable
5	Source Route Failed
6	Destination Network Unknown
7	Destination Host Unknown

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Transport Layer

UDP( User Datagram Protocol )

IP네트워크에서 응용프로그램들은 서로 통신하기 위해서 TCP나 UDP 표준전송 프로토콜을 사용.

UDP는 신뢰성이 없고 오버헤드가 적어서 빠른 전송 서비스를 제공하는 사용자 Datagram Protocol

 

Port	Description
53	Domain Name System(DNS)
69	Trivial File Transfe Protocol(TFTP)
137	NetBIOS Name Service (WINS)
161	Simple Network Management Protocol (SNMP)

TCP(Transmission Control Protocol)

오버헤드가 큰 편이고, 신뢰성이 높은 편이다

Port	Service
20,21	FTP
23	Telnet
25	SMTP
80	HTTP
110	POP3
194	Internet Relay Chat (IRC)
443	Secure HTTP (HTTPS)
1863	MSN Messenger
8008	Alternate HTTP
8080	Alternate HTTP

TCP Three way Handshake

1.SYN

클라이언트는 서버에 연결을 시도하려는 SYN 패킷을 우선 보낸다.

즉, 서버에 연결을 설정하고 싶다는 요청과 함께 일련번호(x)를 설정하여 서버에게 전송한다.

즉, 일련번호 0

 

2.SYN+ACK

서버는 클라이언트가 보낸 일련번호(x)에 1을 더한 값을 ACK number(y)로 설정하여 보낸다. 또한 다시 랜덤하게 생성한 값(y)를 일련번호로 하여 SYN 패킷에 넣는다

즉, 일련번호 :0 , ack : 1

 

3. ACK

클라이언트는 서버에게서 받은 sequence number를 사용하여 ACK 번호(y+1)를 ack 패킷을 전송

두번째로 교환한 패킷의 일련번호보다 1이 큰 ACK number로 전송

즉, 일련번호 :1 , ack : 1

TCP Header

Source Port

송신 측 포트 번호

Destination Port

수신 측 포트 번호

Sequence Number

1: 초기 순서 번호

0: 세그먼트의 순서 번호

Ack Number

수신자에 의해 예상되는 다음 바이트의 순서 번호를 나타냄

TCP 통신시에는 누적

Offset

TCP 헤더의 32비트 워드 번호

TCP 헤더의 시작부터 데이터 이전까지의 길이(즉, 헤더의 길이, 4Byte 단위)

Reserved

예약되어 있는 필드

Flag(code)

C,E 안씀

URG : 긴급 포인터 (Urgent Pointer)가 있음을 표시

• Telnet에서 인터럽트 형 명령 전송 시 사용

ACK : 확인 응답번호(acknowledgment number)가 기술되어 있음을 표시

PSH : 데이터를 가능한 빨리 응용 계층으로 보내야 함을 표시

TCP가 즉시 이 메시지를 상위 계층 프로세에 즉시 전달 할 수 있게 해줌

RST : 연결를 재설정 하기 원함을 표시

• 복구되지 않는 오류로 인해 가상회로를 리셋하기 위해 사용

SYN : 연결을 초기화 하기 위해 순서번호 (Sequence number)를 동기화

• SYN = 1, ACK = 0 연결 패킷 (연결 요청)
• SYN = 1, ACK = 1 연결 수신 통시(연결 요청 응답)
• SYN = 0, ACK = 1 데이터 or ACK패킷

FIN : 송신 측이 데이터 전송을 종료함

Window

수신측이 받을 수 있는 데이터 사이즈를 수신측에서 송신측으로 전송하는 값

Checksum

TCP헤더 데이터를 포함 세그먼트 전체에 대하여 계산한 값(오류 체크)

Urgent Pointer

긴급히 처리해야 할 필요가 있는 데이터의 마지막 바이트의 위치

Option

연결이 구성되는 동안 협상할 최대 Segment크기(MSS)옵션을 정의함