[정보처리기사] 실기 대비 요약 정리 - 응용 SW 기초 기술 활용2

IP(INTERNET PROTOCOL ADDRESS) 주소

인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유한 주소

• IPV4 : 8비트 씩 4부분, 총 32비트로 구성, 네트워크 길이에 따라 A클래스에서 E클래스까지 총 5단계 구성
• IPV6
  • IPV4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발, 16비트 씩 총 8 부분 128비트로 구성
  • 각 부분을 16진수로 표현하고, 콜론으로 구분
  • 인증성, 기밀성, 데이터의 무결성의 지원으로 보안 문제 해결 가능

IPV6의 주소 체계

• 유니캐스트 : 단일 송신자와 단일 수신자 간의 통신(1대1 통신)
• 멀티캐스트 : 단일 송신자와 다중 수신자 간의 통신(1대 다 통신)
• 애니캐스트 : 단일 송신자와 가장 가까이 있는 단일 수신자 간의 통신(1대1 통신)

서브네팅(SUBNETTING)

• 할당된 네트워크 주소를 다시 여러 개의 작은 네트워크로 나누어 사용하는 것
• 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하기 위한 비트를 서브넷 마스크, 이를 변경하여 네트워크 주소를 여러개로 분할하여 사용

도메인 네임(DOMAIN NAME)

• 숫자로 된 IP 주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현한 것
• 문자로 된 도메인 네임을 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP주소로 변환하는 시스템을 DNS(DOMAIN NAME SYSTEM)이라 한다.

OSI 7계층 (OSI 참조모델)

ISO(국제 표준화 기구)에서 제안한 통신규약(PROTOCOL)

• 물리 계층(PHYSICAL LAYER)
  전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙을 정의
• 데이터링크 계층(DATA LINK LAYER)
  두 개의 인접한 개방 시스템 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 시스템 간 연결 설정과 유지 및 종료를 담당
• 네트워크 계층(NETWORK LAYER, 망계층)
  개방 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하는 기능과 데이터의 교환 및 중계 기능을 한다
• 전송계층(TRANSPORT LAYER)
  논리적 안정과 균일한 데이터 전송 서비스를 제공함으로써 종단 시스템(END-TO-END) 간에 투명한 데이터 전송을 가능하게 한다
• 세션 계층(SESSION LAYER)
  송수신 측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당한다
• 표현 계층(PRESENTATION LAYER)
  서로 다른 데이터 표현을 갖는 시스템 간의 상호 접속을 위해 필요한 계층으로, 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문 검색등의 기능을 수행한다.
• 응용 계층(APPLICATION LAYER)
  사용자(응용 프로그램)가 OSI 환경에 접근 할 수 있도록 서비스를 제공한다.

네트워크 관련 장비

• 라우터(ROUTER)
  • 브리지와 같이 LAN과 LAN의 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택하는 기능이 추가된 장치
  • 서로다른 LAN, LAN, WAN을 연결하는 기능도 한다.
• 리피터(REAPEATER)
  • 거리가 증가할 수록 감쇠하는 디지털 신호의 장거리 전송을 위해 수신한 신호를 재생시키거나 출력 전압을 높여 전송하는 장치
• 허브(HUB)
  • 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치, 각각의 회선을 통합하여 관리, 신호 증폭 기능의 리퍼터 역할 포함
• 브리지(BRIDGE)
  • LAN과 LAN을 연결하거나, LAN 안에서의 컴퓨터 그룹을 연결하는 장치
  • 브리지를 이용한 서브넷 구성 시 전송 가능한 회선 수는 브리지가 N개 일 때, N(N-1)/2개
• 게이트웨이(GATEWAY)
  • OSI 전 계층의 프로토콜 구조가 다른 네트워크를 연결하는 장치
  • LAN에서 다른 네트워크에 데이터를 보내거나 다른 네트워크로부터 데이터를 받아들이는 출입구 역할

프로토콜

데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화시켜 놓은 통신 규약

프로토콜의 기본요소

• 구문(SYNTAX) : 전송하고자 하는 데이터의 형식, 부호화, 신호레벨
• 의미(SEMANTICS) : 두 기기간의 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조사항과 오류관리를 위한 제어정보를 규정
• 시간(TIMING) : 두 기기간의 통신 속도, 메시지의 순서를 규정

패킷교환방식

메시지를 일정한 길이의 패킷으로 잘라서 전송하는 방식

• 가상회선 방식
  단말기 상호 간에 논리적인 가상 통신 회선을 미리 설정하여 송신지와 수신지 사이의 연결을 확립한 후에 설정된 경로를 따라 패킷을 순서적으로 운반하는 방식
• 데이터그램 방식
  연결 경로를 설정하지 않고 인접한 노드들의 트래픽 상황을 감안하여 각각의 패킷을 순서에 상관없이 독립적으로 운반하는 방식

TCP/IP

서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고 받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜

• TCP(TRANSMISSION CONTROL PROTOCOL)
  • OSI 7계층의 전송계층에 해당
  • 가상 회선 방식을 기반으로 하는 양방향 연결 서비스 제공
  • 패킷의 다중화, 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능 제공
• IP(INTERNET PROTOCOL)
  • OSI 7계층의 네트워크 계층에 해당
  • 데이터그램 방식을 기반으로 하는 비연결형 서비스
  • 패킷의 분해/조립, 주소지정, 경로 선택 기능을 제공

OSI 7계층 , TCP/IP 4계층

UDP

• 데이터 전송 전에 연결을 설정하지 않는 비연결형 서비스를 제공하는 프로토콜
• 상대적으로 단순한 헤더 구조, 오버헤드가 적고, 흐름 제어나 순서제어가 없다.
• 실시간 전송에 유리하다.

RTCP(REAL-TIME CONTROL PROTOCOL)

• RTP 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜
• 세션에 참여한 각 참여자들에게 주기적으로 제어정보 전송

ICMP(인터넷 메시지 제어 프로토콜)

IP와 조합하여 통신중에 발생하는 제어 메시지를 관리하는 역할

ARP / RARP

• ARP(ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL, 주소 분석 프로토콜)
  호스트의 IP 주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소(MAC ADDRESS)로 변환하는 기능 수행
• RARP(REVERSE ADDRESS RESOLUTION PROTOCOL)
  ARP와 반대로 물리적 주소를 IP 주소로 변환하는 기능을 수행하는 프로토콜

네트워크 관련 신기술

• 메시 네트워크(MESH NETWORK)
  • 차세데 이동 통신, 홈네트워킹, 공공 안전 등 특수 목적을 위한 새로운 방식의 네트워크 기술
  • 대규모 디바이스의 네트워크 생성에 최적화
• 피코넷(PICONET)
  여러 개의 독립된 통신장치가 블루투스 기술이나 UWB 통신기술을 사용하여 통신망을 형성하는 무선 네트워크 기술
• 애드혹 네트워크(AD-HOC NETWORK)
  재난 현장과 같이 별도의 고정된 유선망을 구축할 수 없을 때, 모바일 호스트만을 이용하여 구성한 네트워크
• 파장 분할 다중화(WDM; WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING)
  광섬유를 이용한 통신기술의 하나로, 파장이 서로 다른 복수의 신호를 보냄으로써 여러개의 단말기가 동시에 통신회선을 사용할 수 있도록 하는 기 술이다.
• 소프트웨어 정의 데이터센터(SDDC; SOFTWARE DEFINED DATA CENTER)
  데이터 센터의 모든 자원을 가상화, 인력의 개입없이 소프트웨어 조작만으로 관리 및 제어되는 데이터 센터
• 개방형 링크드 데이터(LOD, LINKED OPEN DATA)
  LINKED DATA와 OPEN DATA의 합성어로, 누구나 사용할 수 있도록 웹상에 공개된 연계 데이터
• IOT(INTERNET OF THINGS, 사물인터넷)
  정보 통신 기술을 기반으로 실세계와 가상 세계의 다양한 사물들을 인터넷으로 서로 연결하여 진보된 서비스를 제공하기 위한 서비스 기반 기술
• 클라우드 컴퓨팅(CLOUD COMPUTING)
  각종 컴퓨팅 자원을 중앙 컴퓨터에 두고 인터넷 기능을 갖는 단말기로 언제 어디서나 인터넷을 통해 컴퓨터로 작업을 수행할 수 있는 가상화된 환경
• USN(UBIQUITOUS SENSOR NETWORK)
  • 각종 센서로 수집한 정보를 무선으로 수집할 수 있도록 구성한 네트워크

네트워크 구축(토폴로지 형태)

• 두 대 이상의 컴퓨터를 연결하여 자원을 공유하는 것
• 성형(STAR, 중앙 집중형)
  중앙에 중앙 컴퓨터가 있고, 이를 중심으로 단말장치들이 연결되는 중앙 집중식의 네트워크 구성형태
• 링형(RING, 루프형)
  컴퓨터와 단말장치들을 서로 이웃하는 것끼리 연결시킨 포인트 투 포인트(POINT TO POINT) 방식의 구성형태
• 버스형(BUS)
  한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말장치가 연결되어있는 형태
• 계층형(TREE, 분산형)
  중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말장치까지는 하나의 통신회선으로 연결시키고, 이웃하는 단말장치는 일정지역 내에 설치된 중간 단말장치로 부터 연결시키는 형태
• 망형(MESH)
  모든 지점의 컴퓨터와 단말장치를 서로 연결한 상태

네트워크 분류

• 근거리 통신망(LAN : LOCAL AREA NETWORK)

  • 회사, 학교, 연구소 등에서 비교적 가까운 거리에 있는 컴퓨터, 프린터, 저장장치 등과 같은 자원 연결
  • 사이트 간 거리가 짧아, 데이터 전송 속도가 빠르고 에러 발생률 낮음

• 광대역 통신망(WAN : WIDE AREA NETWORK)

  • 국가와 국가 혹은 대륙과 대륙 등과 같이 멀리 떨어진 사이트를 연결하여 구성
  • 사이트 간의 거리가 멀기 때문에 통신 속도 느리고, 에러 발생률 높음

IEEE 802의 표준 규격

IEEE 802.11의 버전

NAT(NETWORK ADDRESS TRANSLATION, 네트워크 주소 변환)

• 한 개의 정식 IP 주소에 대량의 가상 사설 IP 주소를 할당 및 연결하는 기능

스위치

• LAN과 LAN을 연결하는 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치
• L2 스위치 : MAC 주소 기반 프레임 전송, OSI 2계층, 가장 일반적
• L3 스위치 : 라우터 기능 추가, IP 주소 기반 패킷 전송, OSI 3계층
• L4 스위치 : 로드밸런서 추가, TCP/UDP 기반 배분, OSI 4계층
• L7 스위치 : TCP/UDP 포트 정보에 패킷 내용까지 참조하여 세밀하게 로드밸런싱, OSI 7계층

경로 제어

• 전송 경로 중에서 최적 패킷 교환 경로를 결정하는 기능
• 경로 제어는 경로 제어표를 참조해서 이루어지며, 라우터에 의해 수행
• 대표적인 경로 제어 프로토콜 : IGP(RIP, OSPF), EGP, BGP

IGP(INTERIOR GATEWAY PROTOCOL, 내부 게이트웨이 프로토콜)

• 하나의 자율 시스템(AS) 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜
• RIP(ROUTING INFORMATION PROTOCOL)
  • 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜, 거리벡터 라우팅 프로토콜이라고도함
  • 최단 경로 탐색에 BELLMAN-FORD 알고리즘 사용
• OSPF(OPEN SHORTEST PATH FIRST PROTOCOL)
  • RIP의 단점을 해결하여 새로운 기능을 지원하는 인터넷 프로토콜, 대규모 네트워크에서 많이 사용
  • 최단 경로 탐색에 다익스트라 알고리즘 사용

EGP /BGP

• EGP(EXTERIOR GATEWAY PROTOCOL)
  자율 시스템(AS) 간의 라우팅, 즉 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜

• BGP(BORDER GATEWAY PROTOCOL)

  • 자율 시스템(AS) 간의 라우팅 프로토콜로 EGP의 단점을 보완하기 위해 만들어진 프로토콜
  • 초기에 BGP 라우터들이 연결될 때는 전체 경로 제어표를 교환, 이후에는 변화된 정보만 교환

흐름제어

송수신 측 사이에 전송되는 패킷의 양이나 속도를 규제하는 기능

• 정지-대기
  • 수신 측의 확인 신호를 받은 후에 다음 패킷을 전송하는 방식
  • 한번에 하나의 패킷만 전송
• 슬라이딩 윈도우
  • 확인 신호, 즉 수신 통지를 이용하여 송신 데이터의 양을 조절하는 방식
  • 수신 측의 확인 신호를 받지 않더라도 미리 정해진 패킷의 수만큼 연속적으로 전송하는 방식

SW 관련 신기술

• 블록체인
  P2P(PEER-TO-PEER) 네트워크 이용 온라인 금융 거래 정보를 온라인 네트워크 참여자(PEER)의 디지털 장비에 분산 저장

• 매시업(MASH UP)
  웹에서 제공하는 정보 및 서비스를 이용하여 새로운 소프트웨어나 서비스 ,데이터베이스 등을 만드는 기술로 다수의 정보원이 제공하는 콘텐츠를 조합하여 하나의 서비스로 제공하는 웹사이트 또는 어플리케이션

• 서비스 지향 아키텍처(SOA : SERVICE ORIENTED ARCHITECTURE)

  • 기업의 소프트웨어 인프라인 정보시스템을 공유와 재사용이 가능한 서비스 단위나 컴포넌트 중심으로 구축하는 정보기술 아키텍처
  • SOA 기반 애플리케이션 구성 계층 : 표현, 업무 프로세스, 서비스 중간, 애플리케이션, 데이터 저장 계층

• 디지털 트윈 : 화면 속의 사물을 소프트웨어로 가상화한 모델

• 그레이웨어(GRAYWARE) : 악의적일 수도, 유용할 수도 있는 애드웨어, 트랙웨어, 기타 악성코드나 악성 공유 웨어

• 양자 암호키 분배(QKD)

  • 양자 통신을 위해 비밀키를 분배하여 관리하는 기술

• 서비스형 소프트웨어(SAAS : SOFTWARE AS A SERVICE)
  소프트웨어의 여러 기능 중에서 사용자가 필요로 하는 서비스만을 이용할 수 있도록 한 소프트웨어

• 시맨틱 웹(SEMANTIC WEB)
  컴퓨터가 사람을 대신하여 정보를 읽고 이해하고 가공하여 새로운 정보를 만들어 낼 수 있도록 이해하기 쉬운 의미를 가진 차세대 지능형 웹

• 리치 인터넷 애플리케이션(RIA: RICH INTERNET APPLICATION)
  플래시 애니메이션 기술과 웹서버 애플리케이션 기술을 통합하여 기존 HTML보다 역동적이고 인터랙티브한 웹페이지를 제공하는 신개념 플래시 웹페이지 제작 기술

HW 관련 신기술

• 앤 스크린(N-SCREEN)
  N개의 서로 다른 단말기에서 동일한 컨텐츠를 자유롭게 이용할 수 있는 서비스

• 신 클라이언트 PC(THIN CLIENT PC)

  • 하드디스크나 주변장치 없이 기본적인 메모리만 갖추고 서버와 네트워크로 운용되는 개인용 컴퓨터
  • 서버 기반 컴퓨팅과 관계가 깊음

• 엠디스크(M-DISC)

  • 한번의 기록만으로 자료를 영구 보관할 수 있는 광 저장장치
  • 디스크 표면의 무기물층에 레이저를 이용해 자료를 조각해서 기록

• 멤스(MEMS; MICRO-ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS)
  초정밀 반도체 제조 기술을 바탕으로 센서, 액추에이터 등 기계 구조를 다양한 기술로 미세 가공하여 전기기계적 동작을 할 수 있도록 한 초미세 장치이다.

• 멤리스터(MEMRISTOR)
  메모리와 레지스터의 합성어로, 전류의 방향과 양 등 기존의 경험을 모두 기억하는 특별한 소자

• 트러스트존 기술
  하나의 프로세서 내에 일반 애플리케이션을 처리하는 일반 구역과 보안이 필요한 애플리케이션을 처리하는 보안구역으로 분할하여 관리하는 하드웨어 기반의 보안 기술

RAID

RAID(REDUNDANT ARRAY OF INDEPENDENT DISK)는 2개 이상의 하드딛스크로 디스크 배열을 구성하고, 파일을 구성하는 데이터 블록들을 서로 다른 디스크에 분산 저장하거나 다중화하는 저장 기술로 구현된 기술에 따라 레벨로 분류

• RAID 0

  • 스트라이핑이라고 불림
  • 디스크 병렬 연결, 디스크 개수만큼 용량과 속도 배로 증가
  • 하나의 디스크만 손상되어도 전체 데이터 파손

• RAID 1

  • 미러링
  • 같은 데이터를 다른 디스크에 동일하게 복사

• RAID 2~4

  • 오류 정정 부호를 비트(RAID 2)
  • 바이트(RAID 3)
  • 워드(RAID 4)
  • 나머지 디스크는 RAID 0과 같이 활용하여 안정성을 높인 모드
  • 하나의 디스크가 손상되어도 정상 가동 가능, 최소 3개의 디스크 필요

• RAID 5

  • 오류 정정 부호를 블록 단위로 여러디스크에 분산 저장
  • 하나의 디스크 손상되어도 정상가동 가능, 최소 3개 디스크 필요

• RAID 6

  • 오류 정정 부호를 2개를 저장하는 방식
  • 두개의 디스크 손상되어도 정상가동 가능, 최소 4개 디스크 필요

  SECURE OS

  보안 기능을 갖춘 커널을 이식하여 외부의 침입으로부터 시스템 자원을 보호하는 운영체제

  DB 관련 신기술

  • 하둡
    • 오픈 소스 기반 분산 컴퓨팅 플랫폼
    • 맵리듀스 엔진 사용
    • 일반 PC급 컴퓨터로 가상화된 대형스토리지를 형성하고 그안에 보관된 거대한 데이터 세트를 병렬로 처리할 수 있도록 개발된 자바 소프트프레임워크

• 맵리듀스

  • 대용량 데이터를 분산 처리하기 위한 목적으로 개발된 프로그래밍 모델
  • 흩어져 있는 데이터를 연관성 있는 데이터 분류로 묶는 MAP 작업을 수행한 후, 중복 데이터를 제거하고 원하는 데이터를 추출하는 REDUCE 작업 수행

• 데이터마이닝
  대량의 데이터를 분석하여 데이터에 내재된 변수 사이의 상호관계를 규명하여 일정한 패턴을 찾아내는 기법

• 타조
  오픈소스 기반 분산 컴퓨팅 플랫폼인 아파치 하둡 기반의 분산 데이터 웨어하우스 프로젝트

• OLAP(ONLINE ANALYTICAL PROCESSING)

  • 다차원으로 이루어진 데이터로부터 통계적인 요약 정보를 분석하여 의사결정에 활용
  • OLAP 연산 : ROLL-UP, DRILL-DOWN, DRILL-THROUGH, DRILLACROSS, PIVOTING, SLICING, DICING

회복

• 데이터베이스가 손상되었을 때 손상되기 이전의 정상 상태로 복구하는 작업
• 회복 기법의 종류 : 연기 갱신 기법, 즉각 갱신 기법, 그림자 페이지 대체 기법, 검사점 기법

REDO/UNDO

• REDO
  데이터베이스 비정상 종료시, 데이터에 저장된 로그를 분석하여, 트랜잭션의 시작과 완료(commit)에 대한 기록이 있는 트랜잭션들의 작업을 재작업

• UNDO
  데이터베이스 비정상 종료시, 디스크에 저장된 로그를 분석하여, 트랜잭션의 시작에 대한 기록은 있지만 완료(commit) 기록은 없는 트랜잭션들이 작업한 변경 내용을 모두 취소.

연기갱신기법(Deferred Update)

• 트랜잭션이 성공적으로 완료될 때까지 데이터베이스에 대한 실질적인 갱신을 연기하는 방법
• 트랜잭션 수행되는 동안 갱신된 내용은 일단 log에 보관
• 트랜잭션의 부분완료 시점에 log에 보관한 갱신 내용을 실제 데이터베이스에 기록
• REDO만 가능하다

즉각 갱신기법

• 트랜잭션이 부분 완료되기 전이라도 즉시 실제 데이터베이스에 반영하는 방법
• 장애가 발생하여 회복 작업을 할 경우 대비하여 갱신된 내용들은 LOG에 보관
• REDO, UNDO 모두 사용 가능

병행제어(CONCURRENCY CONTROL)

동시에 실행되는 트랜젹션 간의 상호작용을 제어하는 것

병형제어 - 로킹

트랜젝션들이 어떤 로킹 단위를 액세스하기 전에 LOCK(잠금)을 요청해서 LOCK이 허락되어야만 그 로킹 단위를 액세스할 수 있도록 하는 기법

병행제어 - 타임스태프 순서

시간표(TIME STAMP)를 부여하여 부여된 시간에 따라 트랜잭션 작업을 수행하는 기법

병행제어 - 로킹 단위

• 한꺼번에 로킹할 수 있는 객체의 크기
• 로킹 단위 크면 로크 수가 작아 관리하기 쉽지만 병행성 수준 낮아짐
• 로킹 단위 작으면 로크 수가 많아 관리하기 복잡해 오버헤드가 증가하지만 병행성 수준 높아짐

교착상태(DEAD LOCK)

• 서로 다른 프로세스가 점유하고 있는 자원을 요구하며 무한정 기다리는 현상
• 교착 상태 발생의 필요 충분 조건
  • 상호배제 : 한 번에 한 개의 프로세스만이 공유자원을 사용할 수 있어야함
  • 점유와 대기 : 최소한 하나의 자원을 점유, 다른 프로세스에 할당되어 사용되고 있는 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스 필요
  • 비선점 : 다른 프로세스에 할당된 자원은 사용이 끝날때까지 강제로 뺏을 수 없어야함
  • 환형 대기 : 공유자원과 공유자원을 사용하기 위해 대기하는 프로세스들이 원형으로 구성되어 있어 자신에게 할당된 자원을 점유하면서, 앞이나 뒤에 있는 프로세스의 자원을 요구해야함

교착상태의 해결방법

• 예방기법 : 교착상태가 발생하지 않도록 사전에 시스템을 제어, 교착 상태 4가지 조건 중 어느 하나 제거
• 회피기법 : 교착상태가 발생할 가능성을 배제 X, 교착 상태가 발생하면 적절히 피해나가는 방법, 주로 은행원 알고리즘 사용
• 발견기법 : 시스템에 교착상태가 발생했는지 점검, 교착 상태에 있는 프로세스와 자원을 발견
• 회복기법: 교착상태를 일으킨 프로세스 종료, 교착상태의 프로세스에 할당된 자원을 선점하여 프로세스나 자원을 회복하는 것