[정보처리기사] OSI 네트워크 계층 (Network Layer) | TCP/IP 인터넷 계층 (Internet Layer)

코딩일기/자격증

[정보처리기사] OSI 네트워크 계층 (Network Layer) | TCP/IP 인터넷 계층 (Internet Layer) | 정보처리기사 기출문제

jhy_2023 2024. 10. 7. 09:05

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📌 OSI 7계층 모델

- OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 나누어 데이터 전송 과정을 이해하고 설계하는 데 사용되는 참조 모델입니다. 각 계층은 특정 네트워크 기능을 담당하며, 계층 간 상호 작용을 통해 데이터를 주고받습니다. 이 글에서는 통신 과정을 각 단계별로 나누어, 각 계층이 가진 고유한 기능과 데이터 전송 단위를 설명하겠습니다.
- OSI 7 Layer는 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통진 규약(Protocol)이다.(기출)

📌TCP/IP 4계층 모델

- TCP/IP 4계층 모델은 인터넷 프로토콜을 기반으로 네트워크 통신을 구현하는 데 자주 사용되는 모델로, OSI 7계층 모델의 복잡성을 간소화하여 설계되었습니다. 각 계층은 네트워크 통신의 특정 역할을 담당하며, 계층 간의 상호 작용을 통해 데이터를 효율적으로 주고받습니다.

[ 기본 개념 참고 ]

2024.08.06 - [코딩일기/자격증] - [정보처리기사] OSI 7계층과 TCP/IP 4계층 기본 개념 | 공통점과 차이점 | 정보처리기사 실기 기출문제

[정보처리기사] OSI 7계층 | OSI 7계층 기본개념 | 정보처리기사 실기 기출문제

📌 OSI 7계층 모델- OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 나누어 데이터 전송 과정을 이해하고 설계하는 데 사용되는 참조 모델입니다. 각 계층은 특정 네트

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📌 [OSI]
네트워크 계층 (Network Layer)

OSI 7계층 모델에서 네트워크 계층은 세 번째 계층으로, 데이터 전송에 필요한 경로 설정과 라우팅 기능을 담당합니다. 이 계층은 데이터가 출발지에서 목적지까지 올바르게 전달될 수 있도록 최적의 경로를 찾는 역할을 하며, 다양한 네트워크 환경에서의 통신을 가능하게 합니다.

역할: 패킷 전송 및 라우팅을 담당하여, 데이터를 목적지 주소(IP 주소)에 맞춰 네트워크 간 전달하고 경로를 설정합니다. 네트워크 경계를 넘나드는 패킷의 중계 및 재조립을 수행합니다.
주요 기능:
- 라우팅: 경로 설정을 통해 패킷이 효율적으로 목적지에 도달하도록 합니다.
- 논리적 주소 지정: 각 장치에 IP 주소를 부여해 네트워크 내 장치들을 식별합니다.
- 패킷 분할 및 재조립: 큰 데이터를 작은 패킷으로 나누고, 수신 측에서 재조립합니다.
프로토콜: IP(Internet Protocol), ICMP(Internet Control Message Protocol), OSPF(Open Shortest Path First), RIP(Routing Information Protocol), BGP(Border Gateway Protocol)

📌 [TCP/IP]
인터넷 계층 (Internet Layer)

TCP/IP 4계층 모델에서는 인터넷 계층이 OSI 모델의 네트워크 계층과 비슷한 역할을 합니다. TCP/IP 인터넷 계층은 주로 데이터를 네트워크 간에 전달하고, 네트워크 경로를 관리하여 데이터를 최적 경로로 목적지까지 도달시키는 역할을 수행합니다. 인터넷 계층은 인터넷의 핵심 프로토콜인 IP 프로토콜을 기반으로 하며, 인터넷의 인프라를 구축하는 데 중요한 계층입니다.

역할: 패킷을 목적지 IP 주소에 따라 라우팅 및 전달하며, 네트워크 경계를 넘어선 패킷 전송을 지원합니다.
주요 기능:
- 라우팅 및 전달: 네트워크 내 라우팅 경로를 설정하여 패킷이 목적지까지 전달되도록 합니다.
- IP 주소 관리: 논리적 주소를 기반으로 송수신 장치를 식별하고 패킷의 목적지를 명확히 합니다.
- 네트워크 경계 간 중계: 다른 네트워크 간의 패킷 전송을 담당하여 네트워크 간의 연결성을 확보합니다.
프로토콜: IP(Internet Protocol), ICMP(Internet Control Message Protocol), ARP(Address Resolution Protocol), OSPF(Open Shortest Path First), BGP(Border Gateway Protocol)

📌요약

OSI 네트워크 계층과 TCP/IP 인터넷 계층은 둘 다 데이터 전송 시 경로 설정과 라우팅 기능을 수행하지만, OSI 모델이 더 세분화된 계층 구조를 제시하는 반면, TCP/IP 모델은 실질적인 인터넷 환경에 맞추어 설계되어 더 간소화되어 있습니다.
프로토콜: OSI와 TCP/IP 모델의 해당 계층 모두 IP, ICMP 등의 프로토콜을 사용하여 데이터가 경유해야 할 경로 설정 및 전달을 책임집니다.

📌주요 기능 및 프로토콜

🔴 라우팅 (Routing)

라우팅은 데이터 패킷이 출발지에서 목적지까지 전달되는 최적 경로를 결정하는 과정입니다. 주로 라우터가 이 역할을 수행하며, 패킷의 목적지에 따라 라우팅 테이블을 참고해 적절한 경로로 패킷을 전송합니다.

라우팅의 주요 과정
1. 경로 선택: 네트워크 장치가 패킷을 목적지까지 최적 경로로 전달할 수 있도록, 프로토콜을 통해 경로를 선택.
2. 라우팅 테이블: 라우터가 네트워크의 경로와 비용 정보를 관리하는 테이블. 이를 통해 목적지까지의 효율적인 경로를 결정.
3. 패킷 전달: 라우터가 패킷의 목적지를 확인하고, 라우팅 테이블을 참조해 적절한 다음 라우터로 패킷을 전달.

🔴 라우팅 프로토콜 (Routing Protocol)

라우팅 프로토콜은 라우터들이 서로 통신하면서 네트워크 내에서 최적의 경로를 결정하는 데 사용하는 규칙과 알고리즘을 말합니다. 라우터는 라우팅 프로토콜을 통해 네트워크의 상태를 지속적으로 업데이트하고, 자신이 알고 있는 최적 경로를 다른 라우터와 공유합니다. 이러한 과정을 통해 네트워크의 모든 라우터가 각기 다른 목적지로 가는 경로를 파악하고 관리합니다.

라우팅 프로토콜은 라우팅 영역에 따라 크게 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다:

내부 라우팅 프로토콜 (IGP): 같은 자치 시스템(AS) 내에서 라우팅 정보를 교환합니다. 예: RIP(Routing Information Protocol), OSPF(Open Shortest Path First), IGRP...
외부 라우팅 프로토콜 (EGP): 서로 다른 자치 시스템 간에 라우팅 정보를 교환합니다. 예: BGP(Border Gateway Protocol)

1️⃣ 내부 라우팅 프로토콜 (IGP, Interior Gateway Protocol)

정의: 같은 자치 시스템(AS, Autonomous System) 내에서 네트워크 장치들 간에 라우팅 정보를 교환하는 프로토콜입니다.
특징:
- 주로 같은 조직이나 네트워크 내에서 사용됩니다.
- 네트워크의 상태를 빠르게 업데이트하고, 라우터 간의 경로 정보를 공유합니다.
- 비유: 이걸 친구들 간의 이야기로 비유하자면, 같은 동네에서 사는 친구들이 서로의 집에 가는 방법을 이야기하는 것과 같습니다. 서로의 집에서의 거리나 도로 상황을 공유하며 가장 빠른 길을 찾는 거죠.
예시: RIP(Routing Information Protocol), OSPF(Open Shortest Path First), IGRP...
- 📌 RIP(Routing Information Protocol)
  - 정의
    - RIP는 거리 벡터 라우팅 프로토콜로, 네트워크 내에서 홉(hop)의 수를 기준으로 최적의 경로를 계산하는 내부 라우팅 프로토콜입니다. 최대 15홉까지만 지원하며, 소규모 네트워크에서 주로 사용됩니다.
  - 특징
    - 거리 벡터 기반: 각 라우터는 인접 라우터로부터 거리 정보를 받아 경로를 계산합니다.
    - 간단한 구조: 설정 및 구현이 간단하며, 네트워크 관리가 용이합니다.
    - 최대 홉 제한: 경로 길이가 15홉을 초과하면 네트워크를 도달할 수 없는 것으로 간주합니다.
    - 정기적 업데이트: 라우팅 정보가 일정한 간격으로 브로드캐스트됩니다.
    - 느린 수렴: 대규모 네트워크에서는 라우팅 정보를 반영하는 데 시간이 오래 걸릴 수 있습니다.
  - 작동 원리
    - 거리 정보 교환: 라우터가 인접 라우터와 주기적으로 라우팅 정보를 교환합니다.
    - 최적 경로 계산: 가장 적은 홉 수를 기준으로 최단 경로를 선택합니다.
    - 라우팅 테이블 업데이트: 선택된 최단 경로를 라우팅 테이블에 반영합니다.
    - 비유: RIP는 지도 없이 입소문으로만 길을 찾는 여행자와 같습니다. 즉, 주변 사람들에게 경로를 물어보며 목적지까지 도달하려는 방식으로 작동합니다.
- 📌 OSPF(Open Shortest Path First)
  - 정의
    - OSPF(Open Shortest Path First)OSPF는 링크 상태 라우팅 프로토콜로, 다익스트라 알고리즘을 이용해 대규모 네트워크에서 최적의 경로를 찾는 내부 라우팅 프로토콜입니다.
  - 특징
    - 링크 상태 기반: 라우터가 인접 라우터의 상태를 수집하여 네트워크 전체를 파악합니다.
    - 계층적 구조: 네트워크를 여러 영역으로 나누어 관리하여 효율성을 높입니다.
    - 신뢰성: 링크 상태가 변할 때마다 라우팅 정보를 즉시 업데이트합니다.
    - 다양한 경로 지원: 여러 경로를 동시에 사용할 수 있어 부하 분산이 가능합니다.
  - 작동 원리
    - 정보 수집: 각 라우터는 인접 라우터의 상태를 확인합니다.
    - 최적 경로 계산: 다익스트라 알고리즘으로 목적지까지의 최단 경로를 계산합니다.
    - 라우팅 테이블 업데이트: 최적 경로를 바탕으로 라우팅 테이블을 갱신합니다.
    - 비유: OSPF는 대도시의 교통 관제 센터와 같아, 도로 상황을 실시간으로 파악하고 가장 빠른 경로를 안내합니다.

2️⃣ 외부 라우팅 프로토콜 (EGP, Exterior Gateway Protocol)

정의: 서로 다른 자치 시스템(AS, Autonomous System) 간에 라우팅 정보를 교환하는 프로토콜입니다.
특징:
- 서로 다른 조직이나 네트워크 간의 연결을 다룹니다.
- 주로 인터넷과 같은 대규모 네트워크에서 사용됩니다.
- 비유: 이건 마치 여러 도시의 친구들이 서로 다른 도시로 여행을 갈 때, 어떻게 갈지를 이야기하는 것과 비슷합니다. 서로 다른 도시에 살고 있는 친구들이 각 도시에서의 교통편이나 경로를 공유하며, 다른 도시로 가는 최적의 방법을 찾는 상황이죠.
예시: BGP(Border Gateway Protocol)

🔴 주요 프로토콜 (Protocol)

1️⃣ IP (Internet Protocol):

데이터 패킷의 주소 지정 및 라우팅
출발지와 목적지 IP 주소를 포함하여 패킷을 네트워크를 통해 전달
IPv4와 IPv6 모두 IP의 하위 버전으로, 데이터를 패킷 단위로 전송하며 라우팅과 주소 지정을 담당합니다.

🔎 IPv4와 IPv6

기본개념
- IPv4(Internet Protocol version 4)는 인터넷에서 사용되는 네트워크 계층 프로토콜로, 컴퓨터 간의 데이터 전송을 가능하게 하는 주소 체계입니다.
  - IPv4 주소 예시 : 192.168.0.1
- IPv6(Internet Protocol version 6)는 IPv4의 한계를 극복하기 위해 개발된 차세대 인터넷 프로토콜입니다.
  - IPv6 주소 예시 : 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334
비교
- IPv4와 IPv6 모두 네트워크 계층에서 핵심적인 역할을 하지만, IPv6는 확장성과 보안성을 더욱 강조하는 프로토콜입니다.
- 비교표

항목	IPv4	IPv6
주소 크기	32비트 (약 43억 개)	128비트 (사실상 무제한)
표기 방식	10진수, 점(.)으로 구분	16진수, 콜론(:)으로 구분
구성 방식	8비트씩 4개로 나뉘어 점으로 구분	16비트씩 8개로 나뉘어 콜론 구분
보안성	기본적으로 보안 기능 없음	IPsec 등 보안 기능 포함
이동성	제한적	효율적 이동성 지원
헤더 구조	복잡	간소화된 헤더
전송방식	Multicast, Unicast, Broadcast	Multicast, Unicast, Anycast

🔎 NAT(Network Address Translation)

NAT(Network Address Translation)는 네트워크 트래픽의 내부 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하여 외부 네트워크와 통신할 수 있도록 해주는 기술입니다. 쉽게 말하자면, 내부 컴퓨터나 스마트폰이 인터넷과 소통할 수 있도록 IP 주소를 번역해 주는 역할을 합니다.
이 기술은 내부 네트워크의 주소를 외부에서 직접 볼 수 없게 만들어 보안을 강화하고 여러 기기가 하나의 공인 IP 주소를 공유해 인터넷을 사용하도록 하여 공인 IP 주소를 절약할 수 있는 두 가지 주요한 장점을 제공합니다.
예를 들어, 집에서 사용하는 공유기가 NAT를 활용합니다. 스마트폰, 컴퓨터, 태블릿이 모두 하나의 공인 IP를 사용해 인터넷에 연결되지만, 외부에서는 내부의 개별 기기 정보를 알 수 없습니다.

동작 원리
- 내부 네트워크의 장치들은 사설 IP 주소(예: 192.168.x.x, 10.x.x.x)를 사용합니다.
- 인터넷과 같은 외부 네트워크는 공인 IP 주소를 사용해야 통신이 가능합니다.
- NAT는 내부 장치의 사설 IP 주소와 포트 번호를 공인 IP 주소로 매핑하여 외부와 데이터를 주고받을 수 있도록 합니다.
- 데이터가 외부에서 내부로 돌아올 때, NAT는 다시 매핑 정보를 참조하여 올바른 내부 장치로 데이터를 전달합니다.
활용 사례
- 가정용 공유기:
  일반적인 가정에서 공유기가 NAT를 통해 내부의 여러 기기(스마트폰, 컴퓨터 등)를 하나의 공인 IP로 인터넷에 연결합니다.
- 기업 네트워크:
  회사 내부에서 많은 컴퓨터가 인터넷에 접속할 때 NAT를 사용하여 공인 IP를 절약하고 보안을 강화합니다.

2️⃣ ICMP (Internet Control Message Protocol):

ICMP의 주요 기능
- 오류 보고
  - 네트워크 상태와 오류 메시지 전달
  - 데이터그램이 목적지에 도달하지 못했거나 라우터에서 다른 문제가 발생했을 때, ICMP 메시지를 통해 송신자에게 이를 알립니다.
- 진단 기능
  - 진단 및 제어 메시지 전달 (예: ping 명령)
  - ICMP는 ping 명령과 같은 진단 도구에 사용되어 네트워크 연결을 확인하고 지연 시간을 측정합니다.

3️⃣ ARP (Address Resolution Protocol):

ARP는 네트워크 내의 IP 주소를 물리적 네트워크 주소(MAC 주소)로 변환하는 프로토콜입니다. IP 주소를 알고 있지만 MAC 주소를 모를 때 사용됩니다.

IP 주소를 물리적 주소(MAC 주소)로 변환
로컬 네트워크에서 IP 주소를 사용하여 데이터를 전달하기 위해 필요
ARP 동작 과정
- 1. ARP 요청:
  - 호스트 A가 호스트 B의 IP 주소를 알고 있지만 MAC 주소를 모를 때, 호스트 A는 네트워크에 ARP 요청 패킷을 브로드캐스트합니다.
  - 이 요청 패킷에는 호스트 B의 IP 주소가 포함되어 있습니다.
- 2. ARP 응답:
  - 네트워크의 모든 호스트가 이 ARP 요청을 수신하지만, 요청된 IP 주소를 가진 호스트 B만이 응답합니다.
  - 호스트 B는 자신의 MAC 주소를 포함한 ARP 응답 패킷을 유니캐스트로 호스트 A에 보냅니다.
- 3. 데이터 전송:
  - 호스트 A는 응답을 받은 후, 호스트 B의 MAC 주소를 사용하여 데이터를 전송합니다.

ARP 스푸핑: 로컬 네트워크에서의 보안 위협
- ARP 스푸핑은 로컬 네트워크(LAN)에서 사용하는 ARP 프로토콜의 취약점을 이용한 공격기법으로, 자신의 물리적 주소(MAC)를 변조하여 다른 PC에게 도달해야 하는 데이터 패킷을 가로채거나 방해한다 (보안위협)
  - [ 참고 ] 2024.07.26 - [코딩일기/자격증] - [정보처리기사] 소프트웨어 개발 보안 | 대표적인 보안 공격 기법 | 서비스 공격 유형 | 정보처리기사 실기 기출 문제

4️⃣ RARP (Reverse Address Resolution Protocol):

RARP는 ARP의 반대로, 물리적 주소(MAC 주소)를 IP 주소로 변환하는 프로토콜입니다. 주로 디스크 없는 워크스테이션이나 초기화된 장치가 네트워크에서 자신의 IP 주소를 알아내기 위해 사용됩니다.

물리적 주소(MAC 주소)를 IP 주소로 변환
디스크 없는 시스템이 부팅 시 자신의 IP 주소를 알기 위해 사용
RARP 동작 과정
- 1. RARP 요청:
  - 클라이언트는 자신의 MAC 주소를 포함한 RARP 요청을 네트워크에 브로드캐스트합니다.
  - 이 요청 패킷에는 클라이언트의 MAC 주소가 포함되어 있습니다.
- 2. RARP 응답:
  - 네트워크의 RARP 서버가 요청을 수신하고, 클라이언트의 MAC 주소에 매핑된 IP 주소를 확인합니다.
  - RARP 서버는 IP 주소를 포함한 RARP 응답을 클라이언트에게 보냅니다.
- 3. IP 주소 사용:
  - 클라이언트는 응답을 받은 후, 할당된 IP 주소를 사용하여 네트워크 통신을 시작합니다.

5️⃣ IPSec (Internet Protocol Security):

IPSec(Internet Protocol Security)은 네트워크 계층에서 보안을 제공하기 위한 표준 프로토콜입니다. 이 프로토콜은 데이터를 안전하게 전송할 수 있도록 여러 기능을 제공합니다. IPSec은 인터넷 프로토콜(IP) 위에서 보안 기능을 추가하는 표준화된 기술로, AH와 ESP를 통해 무결성, 인증, 기밀성을 보장합니다. 문제에서 언급된 '무결성과 인증을 보장하는 인증 헤더(AH)'와 '기밀성을 보장하는 암호화(ESP)'는 IPSec의 주요 구성 요소입니다.

네트워크 계층에서 보안성을 제공하는 프로토콜
AH (Authentication Header): 데이터의 무결성과 송신자의 신원을 보장하는 역할을 함
ESP (Encapsulating Security Payload): 데이터 암호화를 통해 기밀성을 보장하며, 무결성과 인증 기능도 함께 제공
IP 패킷의 보안을 강화하여 데이터 전송 시 기밀성, 무결성, 인증을 보장
IPSec의 주요 기능
- 무결성 (Integrity): 데이터를 전송하는 동안 변경되거나 손상되지 않았음을 보장합니다. 이를 위해 IPSec은 인증 헤더(AH)를 사용하여 데이터가 전송 도중 수정되지 않았는지 확인합니다.
- 인증 (Authentication): 데이터를 보내는 사람이 신뢰할 수 있는 사람인지 확인합니다. AH는 송신자의 신원을 검증하는 데 사용됩니다.
- 기밀성 (Confidentiality): 데이터가 전송되는 동안 제3자가 내용을 볼 수 없도록 암호화합니다. 암호화 기능을 제공하는 프로토콜은 ESP(Encapsulating Security Payload)입니다.
AH(인증 헤더)
- AH(인증 헤더) = 무결성 + 인증
- AH는 데이터의 무결성과 출처 인증을 제공합니다. 즉, 데이터가 변경되지 않았고, 신뢰할 수 있는 송신자로부터 온 것임을 보장합니다. 그러나 AH는 데이터를 암호화하지 않기 때문에 기밀성은 제공하지 못합니다.
- 무결성을 보장하기 위한 프로토콜이며, IP패킷이 전송중에 변조되지 않았음을 보장하는 서비스를 제공합니다
ESP(암호화 프로토콜)
- ESP(암호화 프로토콜) = 기밀성
- ESP는 데이터를 암호화하여 기밀성을 보장합니다. 즉, 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 내용을 보호합니다. ESP는 기밀성뿐만 아니라 무결성과 인증 기능도 제공합니다. 따라서 ESP는 AH와 유사한 역할도 하면서 더 강력한 보안 기능을 제공합니다.
- IP 페이로드를 암호화하여 데이터 기밀성을 제공함으로써 제3자에게 데이터가 노출되는 것을 차단합니다.
IPSec의 동작 모드
- 전송 모드 (Transport Mode): IP 패킷의 페이로드만 보호하고, 헤더는 보호하지 않습니다. 주로 개인 간의 통신에서 사용됩니다.
- 터널 모드 (Tunnel Mode): 전체 IP 패킷을 보호하고, 새로운 IP 헤더를 추가합니다. 주로 가상사설망(VPN)에서 사용됩니다.

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2020년 2회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

무결성과 인증을 보장하는 인증해더(AH)와 기밀성을 보장하는 암호화(ESP)를 이용한 프로토콜로 네트워크 계층(Network Layer)인 인터넷 프로토콜(IP)에 보안성을 제공해주는 표준화된 기술에 대해 쓰시오.

정답

IPSec(Internet Protocol Security)

해설

IPSec(Internet Protocol Security)은 네트워크 계층에서 IP 패킷의 보안을 제공하는 프로토콜입니다. **AH(인증 헤더)**는 데이터의 무결성과 송신자의 신원을 확인하고, **ESP(암호화 프로토콜)**는 데이터를 암호화하여 기밀성을 보장합니다. IPSec은 이러한 두 가지 기능을 통해 안전한 네트워크 통신을 지원합니다.

2020년 2회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

네트워크 계층(Network Layer, 3계층)인 IP계층에서 IP패킷 단위의 데이터 변조 방지 및 암호화 기능을 제공하는 통신 규약을 을 쓰시오

정답

IPSec(Internet Protocol Security)

해설

IPSec(Internet Protocol Security)은 인터넷 프로토콜(IP) 기반의 네트워크에서 안전한 데이터 전송을 보장하는 프로토콜입니다. IPSec은 3계층(IP 계층)에서 동작하며, 주요 기능은 데이터 무결성, 인증, 기밀성을 보장하는 것입니다.

인증 헤더(AH, Authentication Header): 데이터의 변조를 방지하고, 전송된 데이터가 인증된 발신자로부터 온 것임을 보장합니다. 하지만 암호화 기능은 제공하지 않습니다.
암호화(ESP, Encapsulating Security Payload): 데이터의 기밀성을 보장하며, 이를 통해 데이터를 암호화하여 전송할 수 있습니다. 또한, 데이터의 무결성과 인증도 지원합니다.

결론적으로, IPSec은 네트워크 계층에서 안전한 데이터 전송을 보장하며, 데이터 변조 방지 및 암호화 기능을 모두 제공합니다.

2020년 3회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

대표적인 내부 라우팅 프로토콜로 다익스트라 알고리즘을 이용한 대규모 네트워크에 적합한 링크 상태 라우팅 프로토콜로 불리는 라우팅 프로토콜은 무엇인가?

정답

OSPF(Open Shortest Path First)

해설

OSPF(Open Shortest Path First)는 링크 상태 라우팅 프로토콜로, 대규모 네트워크에서 효과적으로 패킷을 전달하기 위해 설계되었습니다. 이 프로토콜은 다익스트라 알고리즘을 사용하여 최적의 경로를 계산하며, 각 라우터는 네트워크의 상태 정보를 수집하여 라우팅 테이블을 업데이트합니다. OSPF는 빠른 경로 업데이트를 지원하고, 계층적 네트워크 구조를 통해 더 큰 네트워크를 효율적으로 관리할 수 있습니다. 이러한 특성 덕분에 OSPF는 내부 라우팅 프로토콜(IGP)로서 널리 사용되고 있습니다.

2020년 3회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

다음 설명에 해당하는 라우팅 프로토콜을 쓰시오

최단 경로 탐색에 다익스트라 알고리즘기반 방식 사용
최적 경로 선택을 위해 흡수, 대역폭, 지연시간 등을 고려
링크상태 변화시에만 라우팅정보전송

정답

OSPF(Open Shortest Path First)

해설

라우팅 영역에 따른 분류

내부 라우팅 프로토콜 (IGP): 같은 자치 시스템(AS) 내에서 라우팅 정보를 교환합니다. 예: OSPF, RIP.
외부 라우팅 프로토콜 (EGP): 서로 다른 자치 시스템 간에 라우팅 정보를 교환합니다. 예: BGP(Border Gateway Protocol)

2020년 3회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

TCP/IP에서 오류가 발생하면 ( ) 메세지를 보내서 오류가 발생했음을 알린다. 괄호 ( ) 안에 들어갈 용어를 쓰시오.

정답

ICMP(Internet Control Message Protocol)

해설

TCP/IP 프로토콜 스택에서 오류가 발생했을 때, 네트워크 장치는 인터넷 제어 메시지 프로토콜 (ICMP)(Internet Control Message Protocol) 메시지를 사용하여 오류 정보를 전송합니다.

2020년 3회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

인터넷 프로토콜의 비신뢰적인 특성을 보완하기 위한 프로토콜로 IP 패킷 전송 중 에러 발생 시 에러 발생 원인을 알려주거나 네트워크 상태를 진단해주는 기능을 제공하는 프로토콜을 무엇이라하는지 영문 약어로 쓰시오

정답

ICMP

해설

2020년 4회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

현재 IPv4의 확장형으로 IPv4가 가지고 있는 주소 고갈, 보안성, 이동성 지원 등의 문제점을 해결하기 위해서 개발된 128비트 주소체계를 갖는 차세대 인터넷 프로토콜은 무엇인가?

정답

IPv6

해설

IPv4는 32비트 주소 체계를 사용하며, 주소 고갈 문제가 심각합니다. 이를 해결하기 위해 IPv6가 개발되었으며, 128비트로 확장된 주소 체계를 사용하여 더 많은 장치에 고유 주소를 제공할 수 있습니다. IPv6는 보안성을 강화하고, 기기의 이동성을 지원하여 유연한 네트워크 환경을 제공합니다.

2020년 4회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

다음에서 설명하는 용어를 쓰시오

- IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하기 위하여 기존의 IPv4 주소 체계를 128비트 크기로 확장한 차세대 인터넷 프로토콜 주소
- 헤더의 내용을 확인하는데 소요되는 오버헤드를 최소화하도록 설계
- 16비트씩 8부분. 128비트로 구성되며, 콜론(:)으로 구분한다.
- 주소 분류로 유니캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트를 사용한다

정답

IPv6

해설

IPv6(Internet Protocol version 6)는 IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 개발된 차세대 인터넷 프로토콜입니다. IPv6는 128비트의 주소 체계를 사용하여 IPv4(32비트)보다 훨씬 더 많은 주소 공간을 제공합니다. 주소는 16비트씩 8부분으로 나뉘며, 콜론(:)으로 구분하여 작성합니다. 또한, IPv6는 헤더 구조를 단순화하여 데이터 전송 시 오버헤드를 최소화하도록 설계되었습니다. IPv6는 유니캐스트(단일 대상), 멀티캐스트(다수 대상), 애니캐스트(가장 가까운 단일 대상)와 같은 주소 분류 방식을 지원하여 유연하고 효율적인 네트워크 통신을 가능하게 합니다. 이를 통해 빠르게 증가하는 인터넷 기기 수요를 효과적으로 처리할 수 있습니다.

2020년 4회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

IP 패킷에서 외부의 공인 IP주소와 포트 주소에 해당하는 내부 IP주소를 재기록하여 라우터를 통해 네트워크 트래픽을 주고받는 기술은 무엇인가?

정답

NAT(Network Address Translation)

해설

NAT(Network Address Translation)는 네트워크에서 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하여 외부 네트워크와의 통신을 가능하게 하는 기술입니다. 이 과정에서 라우터는 IP 패킷의 출발지 또는 목적지 주소와 포트 번호를 재기록합니다. 이를 통해 내부 네트워크를 외부에 노출하지 않고 보호할 수 있으며, 하나의 공인 IP 주소를 활용해 여러 내부 장치가 동시에 인터넷에 접속할 수 있습니다. NAT는 가정용 공유기나 기업 네트워크 환경에서 자주 사용되는 방식으로, 보안 강화와 공인 IP 주소 절약이라는 이점이 있습니다.

예를 들어, 집에 있는 여러 컴퓨터나 스마트폰은 모두 사설 IP라는 주소를 사용하지만, 인터넷과 연결될 때는 하나의 공인 IP 주소를 사용해야 합니다. NAT는 이렇게 여러 장치들이 사용하는 사설 IP 주소를 공인 IP 주소로 변환하여 인터넷과의 통신을 가능하게 합니다. 이를 통해 집이나 회사의 네트워크를 외부에서 보이지 않게 보호하면서, 공인 IP를 절약할 수 있습니다.

2020년 4회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

다음 설명하는 용어를 쓰시오.

- 우리나라 말로 번역하면 '네트워크 주소 변환'이라는 의미
- 내부에서 사용하는 사설IP주소와 외부로 보여지는 공인IP주소 간의 IP Address 변환 방식을 말한다.
- 한정된 공인IP를 여러 개의 내부 사설IP로 변환하기 위해 사용하는 기술

정답

NAT(Network Address Translation)

해설

2021년 1회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

다음 설명의 프로토콜이 무엇인지 작성하시오.

- 물리 네트워크(MAC Address)를 IP 주소로 변환하는 프로토콜
- 물리 네트워크(MAC) 주소에 해당하는 IP 주소를 알려주는 프로토콜, 역순 주소 결정 프로토콜

정답

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)

해설

RARP(Reverse Address Resolution Protocol)는 물리 주소인 MAC 주소를 기반으로 IP 주소를 찾아주는 네트워크 프로토콜입니다. ARP가 IP 주소로 MAC 주소를 찾는 것과 반대로, RARP는 MAC 주소로 IP 주소를 찾는 방식입니다. 현재는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)와 같은 더 발전된 프로토콜이 등장하여 RARP는 잘 사용되지 않지만, 초기 네트워크 시스템에서 중요한 역할을 했습니다.

2021년 1회 정보처리기사 실기 기출문제

문제

다음은 빈칸에 들어갈 알맞은 숫자를 쓰시오.

IPv6는 ( 1 ) 비트 길이를 가진다.
IPv4는 길이 32bit이며, ( 2 ) 비트씩 네 부분으로 나눈다.

정답

1. 128
2. 8

해설

IPv4와 IPv6는 인터넷 프로토콜(IP)의 두 가지 버전으로, 각각의 주소 체계와 사용 목적이 다릅니다. 해당 문제는 두 프로토콜의 주소 길이와 표현 방식에 대해 묻고 있습니다.

IPv6는 128비트 길이를 가지며, 16비트씩 8개의 블록으로 나뉘어 콜론(:)으로 구분해 표현합니다. 이는 IPv4의 32비트 주소 체계와 비교해 주소 개수가 훨씬 많아 인터넷 주소 부족 문제를 해결할 수 있습니다.
한편, IPv4는 32비트 길이를 가지며, 8비트씩 4 부분으로 나누어 점(.)으로 구분해 표현됩니다.
예를 들어 IPv4 주소는 192.168.0.1처럼 표시되고, IPv6 주소는 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334처럼 표시됩니다.

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