TCP/IP 교육 · 2013. 10. 12. · TCP/IP 기술교육 May 04 2012May 04, 2012 TCP / IP 이해 탄생배경 zTCP/IP(Transmission Control Protocol )/ (Internet Protocol) z1960년대후반이기종컴퓨터간의원활한데이터통신을

TCP/IP기술교육 May 04 2012TCP/IP 기술교육 May 04, 2012

TCP/IP 교육

디에이큐시스템㈜디에이큐시 템㈜2012. 05. 03Tel)031-737-2018www.daqsystem.compostmaster@daqsystem com

1 http://www.daqsystem.com

[email protected]


목 차

통신의이해 TCP/IP 이해 TCP/IP 응용통신이란

통신방법탄생배경 IP / ARP / ICMP

통신의이해 TCP/IP 이해 TCP/IP 응용

통신방법

전기적통신

디지털통신

OSI 7 Layer계층별설명

Ethernet

TCP/UDP FTPHTTPInterface /

ProtocolEthernetIP 구성

HTTPApplication응용제품응용제



통신의 이해

통신(Communication)이란? 의사의표현 / 소통정보/지식의전달 (한지점에서다른지점으로)사람/짐승 /기계사람/ 짐승 /기계



통신방법

언어 (소리)수신호 , 표정수신 , 정

글씨, 그림봉화

모르스부호

전화, 라디오컴퓨터컴퓨터



전기적통신

TV, Radio아날로그 / 디지털전화/전신전화/전신컴퓨터 통신

유선 /무선통신유선 / 무선통신서킷(Circuit) / 패킷(Packet) 통신스트리밍기술



디지털 통신

‘0’, ‘1’ 의조합전기의이용

반도체 /컴퓨터기술의발달언어해석속도증가

모르스부호에서 40Gb모르스부호에서 40Gbps네크웍크(Network), Cluster, Cloud



개체간의사소통( Interface/Protocol)

서버 / 클라이언트 (컴퓨터/단말기/저장장치/스마트폰등등)방송(TV/Radio)Ethernet / USB / 썬더볼트키보드/마우스/프린트/RS232네트웍/인터넷네트웍/인터넷



TCP / IP 이해탄생배경

TCP/IP(Transmission Control Protocol )/ (Internet Protocol)1960년대후반이기종컴퓨터간의원활한데이터통신을

위하여미국방성에서개발한프로토콜

최초 4개의사이트연결(UCLA UCSB UTA최초 4개의사이트연결(UCLA, UCSB, UTA, SRI International)

ARPAnet에서 1980년대Internet 표준 Protocol로발전



OSI 7 Layer

OSI (Open System Interconnection) 7 Layer

기본구성(물리적연결/ 프로토콜/ 응용프로그램)

( p y ) y7 응용 Application FTP, Telnet, HTTP6 표현 Presentation XDR(ASN.1 / 표준언어)5 세션 Session RPC4 전송 Transport TCP/UDP3 네트웍 N t k IP/ARP/ICMP/B tP3 네트웍 Network IP/ARP/ICMP/BootP2 링크 Data Link 비트스트림(프레임)정의

1 물리 Physical Ethernet/Token Ring/FDDI1 물리 Physical Ethernet/Token Ring/FDDI



서버 App클라이언트 App

ApplicationPresentation

ApplicationPresentationPresentation

SessionTransport

PresentationSessionTransport TCP/UDP

NetworkData Link

NetworkData Link

IP/ARP

Physical Physical

㈜일반적으로 OS(Operating System)를사용하는이유는 3가지이다.- File system, Graphic User Interface, Network-위 3가지는 OS 없이프로그램하기가힘들기때문임


위 3가지는 OS없이 램하기가힘들기때문임


계층별설명

Ph i l 물리적연결에대한정의 ( h )Physical : 물리적연결에대한정의 (ethernet)- 유선,무선, copper, fiber , 전기적신호

Data Link :연결방식 (ethernet)Data Link : 연결방식 (ethernet)- Packet 정의, coding (NRZI) , error 검출등

Network : 주소에관한프로토콜 (IP, ARP)Transport : 데이터전송에대한규칙 (TCP/ UDP)Session : 소켓의정의- 데이터동기화, 오류검출, 연결해제

Presentation : 데이터가공- 변환 압축 암호화등등변환 , 압축, 암호화등등

Application : 네트웍응용프로그램- Browser, File transfer 프로그램



Ethernet미국의 제록스 디지털 이퀴프먼트 인텔이 1980년대 공동개발함미국의 제록스, 디지털 이퀴프먼트, 인텔이 1980년대 공동개발함.

현재 전세계 대부분이 인터넷 접속방식으로 사용함.

미국전기전자 기술협회에서 (IEEE) 에서 표준화 관리를 함.

/ / /유선의 경우 IEEE802.3 , 무선의 경우IEEE 802.a/b/g/n

전송방식은 CSMA/CD (carrier sense multiple access with collision detection)즉 다수의 노드 에서 동시에 접속을 하면 충돌이 발생을 하는데 이때

충돌을 감지하여 문제를 해결함



헤더(8) DA(6) SA(6) T pe(2) Pa Load( 46 1500) FCS(4)

Ethernet packet

헤더(8) DA(6) SA(6) Type(2) PayLoad( 46 – 1500) FCS(4)

데이터 단위는 옥텟(Octet/8bit)

헤더는 동기화헤더는 동기화

DA(Destination Address) : 목적지 주소 6바이트

SA(Source Address) : 출발지 주소 6바이트

데이터 type : ARP(0x0806) IP(0x0800)데이터 type : ARP(0x0806), IP(0x0800)

- 데이터 크기는 최소(46), 최대(1500)

- 점보 팻킷

PayLoad :전송데이터 (예 : IP 데이터)PayLoad :전송데이터 (예 : IP 데이터)

FCS (Frame Check Sequence) : 에러검출

(주) Ethernet Address 는 IEEE에서관리를하며다음과같이총 6바이트로구성이된다.01-02-03-04-05-06 여기에서앞의 3바이트는 IEEE에서할당을받고, 뒤에 3바이트는개별회사에서어드레스할당하여사용한다.참고로디에이큐시스템에서할당받은 MAC 어드레스범위는 00-23-6F-00-00-00 에서00-23-6F-FF-FF-FF 이다.



IP (Internet Protocol)IP 어드레스 4 바이트-인터넷에서각노드를구분하는어드레스예) 192- 168-0-29IP 어드레스는A,B,C,D,E 의 5종류 Class로나뉜다.

- Class D는Multicast에이용하기위한특수한형식- Class E는향후사용에대한 Reserve임

현재사용하는 이며 약 억개의 주소가사용가능하다현재사용하는 IPV4 이며, 약 40억개의 IP 주소가사용가능하다.





네트웍이클경우서브넷으로분류하여사용한다.이때다른네트웍으로의전송은게이트웨이나라우터를통하여한다이때다른네트웍으로의전송은게이트웨이나라우터를통하여한다.㈜ Ethernet MAC 어드레스는게이트웨이를통과하지못한다.

서브넷에서사용할수있는호스트개수는최대값에서 2를제외한다.- Zero (최소어드레스) Broadcast (최대어드레스)- Zero (최소어드레스), Broadcast (최대어드레스)

예) 네트웍 : 196-168-0-0, 서브넷마스크 255-255-255-0 에서사용하능한Host 개수는 256 -2 이고두개의 IP 어드레스 196-168-0-0 과 196-168-0-255는 호스트에서사용할수없는어드레스이다.



TCP / IP 응용

IP/ARP/ICMPIP (Internet Protocol)(RFC 791)

는 이 데이터의신뢰성있는전송을보장하지않는다- IP는 connectionless protocol이므로데이터의신뢰성있는전송을보장하지않는다.

DA(6) SA(6) Type(2) 0x0800 IP Header(20-60) + IP Data FCS(4)



ARP (Address Resolution Packet)

192.68.0.1 192.168.0.2

ARP (Address Resolution Packet)

A B

ARP request ARP reply

ARP는MAX 주소를얻어오기위한프로토콜(RFC 826)-이때사용하는목적지MAC 어드레스는 Broadcast 어드레스 ff-ff-ff-ff-ff-ff를사용함



ARP Packet 구조

DA(6) SA(6) Type(2) 0x0806 IP Header(20-60) + IP Data FCS(4)

Hardware Type Protocol Type

0 8 15 16 31`

HLEN OperationPLEN

Sender HA (octets 0-3)

Sender HA(4-5) Sender IP

Sender IP Target HA

Target HA

Target IPTarget IP



ICMP (Internet Control Message Protocol)

IP 계층의오류보고및제어가목적임(RFC 792)- IP는 connectionless protocol이므로데이터의신뢰성있는전송을보장하지않는다. 그러나

IP는 ICMP를통해데이터전송시발생한에러상황을송신측에알려줄수있다.예) ping



Ping flow

ARP Request (Broadcast)

ARP Replay> ping 192.168.1.10 IP: 192.168.1.10 인 PC

ICMP Request

ICMP Replay

> ping 응답 OK



C ( i i C l l)( C 93)

TCP/UDPTCP(Transmission Control Protocol)(RFC 793)

- TCP 는 flow control(흐름제어), congestion control(혼잡제어) 을통하여신뢰성있는연결을지원한다.

- 데이터의신뢰성이중요한응용(FTP, HTTP)에사용한다.

DA(6) SA(6) 0x0800 IP Header TCP Header + Data FCS(4)

Protocol ID : 6

Header20 – 60 Bytes



TCP Flow- TCP 는각각의데이터전송에응답(Acknowledge)을보낸다. 따라서신뢰성연결이된다.

TCP Create / Open (passive)

C 는각각의데이터전송에응답( c ow edge)을 낸다.따라서신뢰성연결이된다.- UDP의경우응답이없이일방전송이므로데이터를정확히받았는지알수가없다.

Listen

TCP Create / Open (Active)

SYN

SYN ACK

EstablishedData (Sequence Number)

Data (Sequence Number)

Data Ack (Sequence Number)

1

클라이언트 서버Data Ack (Sequence Number)

2 3

Packet Data

1 2 3

Packet Data

Sequence NumberSequence NumberFinish

Finish AckClosed

Sequence NumberSequence Number



UDP(User Datagram Protocol)(RFC 768)-흐름제어(handshaking)이없으므로신뢰성있는연결을지원하지않는다.-하지만구현이손쉽게이루어질수있다.-주로 audio/video 등 데이터손실이발생을하여도문제가없는곳에사용한다.

DA(6) SA(6) 0x0800 IP Header UDP Header + Data FCS(4)

Protocol ID : 17

Source Port(2) DP(2)Source Port(2) DP(2)

Length(2) Checksum(2)



FTP (File Transfer Protocol)-네트웍상에서파일을공유, 교환하기위한프로토콜-TCP Port 21번을이용한다.-ID/Password 인증방법을사용한다.-패스워드가텍스트로전달되므로안전하지않다.

FTPFTP

FTP Program(Application)알FTP 파일질라 나모FTP-알FTP, 파일질라, 나모FTP



HTTP(Hyper Text Transfer Protocol)-네트웍상에서웹브라우저와웹서버간의메시지교환프로토콜-일종의대화규칙이며, 단순텍스트를통해이루어지므로보안이되지않음-컨텐츠보안이필요한경우에는 https 프로토콜을사용함-TCP Port 80을사용한다.

HTTP 요청

Web 서버Web 클라이언트

HTTP 응답

BrowserProgram(Client)인터넷익스플로러 크롬 파이어폭스-인터넷익스플로러, 크롬, 파이어폭스

Web Server-아파치, IIS (Internet Information Server), 엔터프라이즈서버



Application (DAQ 응용)

소켓(TCP )클라이언트

소켓(TCP ) 서버

TCP 데이터요청

TCP 데이터응답

ARM ProcessorOS :윈도우즈 CE5 0

TCP 전송데이터종류-영상데이터-Digital Input/Output Data

OS : 윈도우즈 CE5.0EthernetUSBRS232

g p p-Analog Input/Output Data



소켓(TCP )클라이언트

TCP 데이터요청

TCP 데이터응답

TCP 전송데이터종류-Digital Input/Output Data

Atmega 128 OS 없슴Ethernet 10base TUSB

S232RS232



응용제품

Multi-Function Network Board

Operating System-lessNetwork Control

BoardAMD Geode(x86)

Processor Computer

Fiber OpticBoard

Atom(x86) ProcessorComputer

NetworkAnalog Board

Network I/O

PCI DSP BoardwithComputer Analog Board I/O

Control Boardwith

Gigabit Ethernet



질의/응답



감사합니다감사합니다.


Documents

TCP/IP 교육 · 2013. 10. 12. · TCP/IP 기술교육 May 04 2012May 04, 2012 TCP / IP 이해 탄생배경 zTCP/IP(Transmission Control Protocol )/ (Internet Protocol) z1960년대후반이기종컴퓨터간의원활한데이터통신을