[전공 기말고사 정리] 네트워크 – IP·TCP/UDP·응용계층·네트워크 서비스·관리·보안

1. 네트워크 계층 (IP)
• 프로토콜: 서로 다른 시스템 간 데이터 통신 규약
• TCP/IP: 인터넷 표준 프로토콜, TCP(흐름제어·오류검사·재전송)+IP(패킷 목적지 전송)
• TCP/IP 4계층: 응용(FTP·Telnet·SMTP·DNS·DHCP) - 전송(TCP·UDP) - 네트워크(IP·ARP·ICMP·IGMP) - 네트워크접속(이더넷·PPP)
• 주소 3종류: 물리주소(MAC, 48비트, 누구에게) / 인터넷주소(IP, 32비트, 어디로) / 포트주소(16비트, 어떤 서비스로)
• IP 주소: 32비트, 8비트×4옥텟, 0~255, 실제는 2진수·표기는 10진수
• 공인IP vs 사설IP: 공인은 인터넷 전체 유일(ISP 할당) / 사설은 내부 LAN 전용(192.168.x.x)
• 네트워크ID+호스트ID 구조: 시/구+번지수 개념
• 클래스: A(1~126, 호스트 다수용, 대형기관) / B(128~191, 중형) / C(192~223, 소형·가정용) / D(224~239, 멀티캐스트) / E(240~255, 연구용)
• 호스트 수 계산: 2^n - 2 (네트워크주소, 브로드캐스트주소 제외)
• 서브넷팅: 큰 네트워크를 작은 네트워크로 분할, 목적은 브로드캐스트 범위 축소+IP 효율적 활용
• 서브넷마스크: A=255.0.0.0(/8), B=255.255.0.0(/16), C=255.255.255.0(/24)
• 생성 서브넷 수=2^n(n=빌린 비트수), 서브넷당 호스트수=2^m-2(m=남은 비트수)
• IP 프로토콜 특성: 비연결형(Connectionless), 신뢰성 낮음, 속도 빠름, 일반우편에 비유
• TCP 특성: 연결지향형, 신뢰성 높음, 등기우편에 비유
• IPv4 데이터그램 헤더: 20바이트 고정, 버전/헤더길이/TOS/전체길이/식별자/플래그/단편오프셋/TTL/프로토콜/체크섬/송신지IP/수신지IP
• TTL: 라우터 통과마다 1씩 감소, 0되면 폐기(무한루프 방지) → 시험 단골
• DNS: 도메인이름→IP주소 변환, 전화번호부 역할
2. 전송 계층 (TCP/UDP)
• 전송계층 역할: 신뢰성있는 전송, 도착확인, 애플리케이션 식별
• 데이터 단위: 세그먼트(Segment)
• 연결형(TCP) vs 비연결형(UDP): 신뢰성우선 vs 효율성우선
• 포트번호 범위: 0~1023(Well-known) / 1024~49151(등록포트) / 49152~65535(동적/임시)
• 잘 알려진 포트: FTP=21, SMTP=25, DNS=53, HTTP=80, POP3=110, HTTPS=443
• 소켓주소=IP주소+포트번호 조합
• TCP 세그먼트 헤더 필드
· 순서번호(32비트): 데이터 첫 바이트 번호
· 확인응답번호(32비트): 마지막 수신 바이트+1
· 헤더길이(4비트): 20~60바이트
· 코드비트(6비트): SYN·ACK·FIN·RST·PSH·URG
· 윈도우크기(16비트): 흐름제어용, 최대 65535바이트
· 검사합(16비트): 오류검출
• 코드비트(플래그) 6가지
· SYN: 연결요청, 초기순서번호 동기화
· ACK: 확인응답, SYN 첫패킷 제외 항상 1
· FIN: 연결종료 요청
· RST: 강제리셋
· PSH: 즉시전송(버퍼 대기없이)
· URG: 긴급데이터
• 3-way 핸드셰이킹(연결확립)
① SYN=1,ACK=0 (연결요청)
② SYN=1,ACK=1 (응답+재요청)
③ ACK=1,SYN=0 (최종확인)
• 4-way 핸드셰이킹(연결종료): FIN→ACK→FIN→ACK, 총 4회 교환
• 확인응답번호 공식: 마지막 수신 바이트 순서번호+1
• 윈도우크기: 확인응답 없이 연속 송수신 가능한 데이터 크기
• 슬라이딩 윈도우: 송신버퍼 역할, ACK 받을 때마다 윈도우 이동
• UDP: RFC768, 비연결지향, 흐름제어·재전송 없음, 속도 빠름, 헤더 8바이트(포트×2+길이+체크섬)
• TCP vs UDP 비교
· 연결방식: 지향형 vs 비지향
· 헤더크기: 20~60바이트 vs 8바이트 고정
· 데이터단위: 세그먼트 vs 데이터그램
· 대표 서비스: 웹·파일·메일 vs DNS·DHCP·스트리밍·게임
3. 응용 계층
• TCP/IP 응용계층 = OSI 5(세션)+6(표현)+7(응용) 계층 통합
• 세션계층: 동기화, 세션연결관리, 대화제어 / 데이터단위=메시지
• 표현계층: 암호화·압축, 코드변환(JPEG·MPEG·ASCII)
• 응용계층 프로토콜/포트 총정리
· FTP 21/20(TCP) - 파일전송
· HTTP 80(TCP) - 웹요청응답
· HTTPS 443(TCP) - 암호화HTTP
· TELNET 23(TCP) - 원격접속(평문, 취약)
· SMTP 25(TCP) - 이메일발송
· POP3 110(TCP) - 이메일수신다운로드
· IMAP 143(TCP) - 이메일서버보관동기화
· DNS 53(UDP/TCP) - 도메인IP변환
· DHCP 67/68(UDP) - IP자동할당
· SNMP 161(UDP) - 장치원격관리
• FTP 구조: 제어연결(21번, 명령어) + 데이터연결(20번, 실제파일)
• FTP 명령어: open/user/get(다운로드)/put(업로드)/ls/cd/quit
• 익명FTP: ID=anonymous, PW=이메일주소
• Telnet vs SSH: 23번 평문 vs 22번 암호화, 현재는 SSH가 표준
• HTTP 통신흐름: TCP연결→GET요청→200OK응답→연결종료
• HTTP 1.0(비연결, 매요청마다 연결) vs 1.1(Keep-Alive, 연결재사용) vs 2(멀티플렉싱)
• 이메일 흐름: 발신자→SMTP(25)→발신서버→SMTP→수신서버→POP3(110)/IMAP(143)→수신자
• POP3: 다운로드 후 서버에서 삭제(기본) / IMAP: 서버에 원본 유지, 여러기기 동기화
• SNMP: 네트워크장치 원격관리 표준, MIB=관리정보베이스
• DHCP 4단계: Discover(포트67 브로드캐스트탐색)→Offer(IP제안)→Request(선택,브로드캐스트)→ACK(확인+DNS·게이트웨이 제공)
• Ping: ICMP 사용, ping 127.0.0.1=루프백테스트(자신의 TCP/IP스택 확인)
4. 네트워크 서비스 (IIS·HTTP·FTP·SMTP)
• IIS: 마이크로소프트 서버관리프로그램, 윈도우 내장(무료), 컴퓨터를 웹/FTP/메일서버로 전환
• IIS 3대 서비스: WWW(80)/FTP(21)/SMTP(25)
• 웹서버 홈디렉터리: C:\inetpub\wwwroot
• FTP 능동모드(PORT) vs 수동모드(PASV): 서버가 연결 시작 vs 클라이언트가 연결 시작(방화벽 통과 유리, 현재 주로 사용)
• FTP는 아이디/비밀번호 평문 전송 → 보안 필요시 FTPS·SFTP 사용
• 메일서버 구축: MailEnable 등 활용, SMTP+Post Office+Mailbox 구성
• 와이어샤크 FTP 필터: ftp / ftp-data / ftp.response.code==230(로그인성공) / ==220(서비스준비) / ==227(수동모드진입)
• PASV 포트 계산: (앞숫자×256)+뒷숫자, 예)(81,105)→81×256+105=20841
5. 네트워크 관리
• 네트워크관리 목적: 제한된 자원으로 효율성·생산성 극대화, 서비스품질·자원효율·보안안정성 확보
• 5대 관리기능(OSI 표준)
· 장애관리: 장애 탐지·복구, CMIP/SNMP/ICMP Ping 활용
· 구성관리: 장비 설정정보 최신유지, IP·라우터 주소 통합관리
· 성능관리: 지연시간·대역폭·패킷처리율 관리
· 계정관리: 사용자 접근권한·인증, 자원사용 비용산출
· 보안관리: 인증·접근제어, 위험 사전방지
• 트러블슈팅 6단계: 문제정의→자료수집→원인추론→조치방안작성→구현→결과관찰
• 네트워크분석도구: 유형1(프로토콜분석기, 세그먼트직접접속, 장애집중분석) / 유형2(에이전트기반, SNMP사용, 평상시모니터링)
• RMON1(MAC계층까지) vs RMON2(응용계층까지 전체 분석)
• SNMP vs CMIP
· SNMP: UDP(161/162), 구현쉬움, 현재 가장 많이 사용
· CMIP: TCP, 구현복잡, 보안·안정성 우수하나 미보급
• SNMP 버전: v1(취약)→v2(DES·MD5)→v3(암호화+인증, 권장)
• 주요 명령어
· ping: ICMP사용, TTL 100번대=윈도우/200번대=유닉스리눅스
· netstat -an: 연결상태 확인, LISTENING 불필요포트=해킹의심
· tracert: 경유 라우터 및 지연시간 확인
· arp -a: IP-MAC매핑 확인, ARP스푸핑 감염시 arp -d로 초기화
· nbtstat -A [IP]: IP충돌 컴퓨터 확인
• 트러블슈팅 방향: 하위계층(케이블)→상위계층(응용) 순서로 확인
6. 네트워크 보안
• 보안 3대요소(CIA)
· 기밀성: 허가된 사람만 접근, 위협=가로채기(도청)
· 무결성: 정보 변경안됨 보장, 위협=변조
· 가용성: 필요시 언제든 이용가능, 위협=전송차단(DDoS)
• 보안위협 4가지: 전송차단(가용성)/가로채기(기밀성)/변조(무결성)/위조(인증)
· 변조=중간에서 내용 바꿔치기, 위조=처음부터 가짜메시지 생성
• 스미싱: SMS+Phishing, 문자 URL클릭→악성앱설치→정보탈취
• 랜섬웨어: 파일암호화 후 금전요구, 예방=백업·최신업데이트·출처불명URL금지
· 워너크라이(SMB취약점) / 로키(이메일유포) / 크립트XXX(DLL형태)
• 공유기보안: WEP(취약)<WPA(TKIP)<WPA2(AES, 권장)
• IP스푸핑: IP주소 위장, 차단법=액세스제어/필터링/암호화
• IP스니핑: 패킷 도청, 대응=SSH·HTTPS·VPN 암호화전송
• 방화벽: 외부-내부 경계 트래픽통제, OSI 3~4계층, 탐지+차단 가능
· 구성요소: 네트워크정책/사용자인증(OTP)/패킷필터링/응용계층게이트웨이
· 종류: 스크리닝라우터(3·4계층,빠름) / 배스천호스트(응용계층,단일노출지점) / 응용프로그램게이트웨이(높은보안,느림)
• IDS(침입탐지시스템): 실시간모니터링, 탐지만 가능(차단불가)
· 오용탐지(알려진패턴매칭) vs 비정상탐지(정상기준이탈감지, 새공격탐지가능하나 오탐높음)
• IPS(침입방지시스템): 방화벽+IDS 통합, 탐지+자동차단 모두 가능
• 방화벽/IDS/IPS 비교: 방화벽(3~4계층,차단O) / IDS(전계층,차단X) / IPS(전계층,차단O)
• 암호화 용어: 평문/암호문/암호화/복호화/키/키스페이스
• 비밀키(대칭키): 암호키=복호키 1개, 빠름, 키전달위험, DES(56비트)·AES(128비트)
• 공개키(비대칭키): 공개키(암호화)+개인키(복호화) 2개, 느림, 안전, RSA
• 전자서명: 문서 자체 암호화 아님, 신원증명+변조방지+부인방지 역할
• 메일보안: PGP(분산키인증, 쉬움, 현재많이사용) vs PEM(중앙집중키, 복잡, 군사·금융용, 거의미사용)

시험 최종 체크포인트 요약

• TTL, 3-way/4-way 핸드셰이킹, 잘알려진포트(21·25·53·80·110·143·443), TCP헤더 필드, IP클래스판별, 서브넷계산공식, PASV포트계산, IDS/IPS차이, 대칭키/공개키차이, CIA요소별 위협 연결은 반드시 암기