3 - 메이슨

NETWORK/masonkimseoul.md

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+# [네트워크]
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+## 브라우저에 URL을 입력했을 때 무슨 일이 일어날까?
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+1. URL에 입력된 값을 파싱하여 HTTP Request 메세지를 만든다. 이때 웹 서버로 메세지를 전송하기 위해 OS가 제공하는 프로토콜 스택을 활용한다.
+2. 수신자의 IP 정보가 필요하므로, 캐싱된 IP가 있는지 확인한 후 없다면 DNS 서버에서 도메인에 해당하는 IP 정보를 조회한다.
+3. 얻은 IP 정보로 웹 서버와 TCP 연결을 설정한다.
+4. 연결에 성공하면 브라우저는 HTTP, HTTPS 요청을 생성하여 서버로 전송한다.
+5. 웹 서버는 요청을 처리하고 상태코드와 리소스(HTML 페이지, 이미지 등)를 포함한 응답을 브라우저로 보낸다.
+6. 이후 브라우저가 받은 리소스로 페이지를 렌더링한다.
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+## Ethernet
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+LAN을 통해 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송하는 프로토콜
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+CSMA/CD 프로토콜로 데이터를 송수신한다.
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+## CSMA
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+MAC(Media Access Control)프로토콜 중 하나로, 여러 개의 호스트가 하나의 매체(링크)를 공유할 때 충돌이 발생하지 않도록 한다.
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+채널 사용 전 다른 호스트가 그 채널을 사용하는지 체크하고 접속한다. 패킷 송출 전 반송파 검출을 통해 채널이 비어있는지 확인한다.
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+충돌을 완전히 방지할 수 없지만 그 가능성은 줄일 수 있다.
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+왜냐하면 전파 지연 때문에 현재 비어있다고 판단하는 시점과 전송 시점이 달라져서 충돌이 일어날 수도 있기 때문이다.
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+### CD(Detect)
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+IEEE 802.3(LAN 이더넷)에서 사용한다. 유선 네트워크에서는 충돌을 확인할 수 있기에 사용한다.
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+충돌이 없으면 자신이 보낸 신호만 받게되고, 충돌이 있으면 다른 신호와 함께 받게 된다.
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+동작 순서는 다음과 같다.
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+1. 채널이 Idle할 때까지 감지하다가, Idle하면 전송 후 대기
+    1. 충돌이 발생하면, 다른 노드가 충돌을 감지하지 못할 것을 대비해 짧은 충돌 신호를 전송한다.
+2. 만약 진짜로 충돌이 발생했다면, Exponential Backoff 과정을 거친다.
+    1. 재충돌을 방지하기 위해 랜덤한 시간동안 대기하다가 전송한다. 바로 보내면 충돌 일으킨 노드와 다시 충돌할 확률이 높기 때문
+3. 전송 횟수 K = K + 1
+    1. K가 최댓값(일반적으로 15)보다 크다면 전송을 중지하고, 아니라면 0 ~ (2^k) - 1 사이의 R을 뽑는다.
+4. Wait Time만큼 기다린 후 다시 1번 과정을 시작한다.
+    1. Wait Time = R * Maximum propagation time 또는 R * Average Transmission time for a frame
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+### CA(Avoidance)
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+IEEE 802.11(무선 LAN)에서 사용한다. 충돌을 감지하기 힘들기 때문이다.
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+노드가 충돌을 감지하기 위해선 신호 전송과 동시에 신호를 수신한다. 만약 충돌이 발생하지 않으면 노드는 자신이 보낸 신호만을 수신하지만, 충돌이 발생하면 노드는 자신이 송신한 신호와 다른 노드가 송신한 신호인 두 개의 신호를 수신한다.
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+## IPv4에서 주소 부족 문제의 이유와 해결법
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+32비트 주소체계를 사용하고 있으므로, 가능한 주소의 최대 개수는 약 43억 개 정도이다. 인터넷의 성장으로 IP 주소의 수요가 증가했고, IoT 기기들도 네트워크가 필요하게 되어 주소 부족 문제가 발생했다.
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+다음 해결 방법으로 주소 부족 문제를 해결할 수 있다.
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+- CIDR(Classless Inter-Domain Routing)
+    - a.b.c.d/n 형태로 표기하는 방식으로 조금 더 효율적으로 주소를 사용할 수 있도록 한다.
+    - n은 서브넷 마스크에서 32비트 중 MSB(Most Significant Bit)부터 이어지는  1의 개수를 의미한다.
+- NAT(Network Address Transmition)
+    - 사설 IP 주소와 공인 IP 주소 간 변환을 통해, 사설 네트워크는 하나의 공인 IP를 사용하도록 한다.
+- DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)
+    - IP 주소를 동적으로 할당하고 관리하여, 사용하지 않는 주소를 다른 호스트에 할당할 수 있도록 한다.
+- IPv6 도입
+    - 128비트 주소체계인 IPv6는 약 2^128개 주소를 할당할 수 있다.
+    - 그러나 IPv4와 호환되지 않아서, 두 프로토콜을 모두 지원하는 Dual-Stack Router를 활용하여 IPv4의 Payload 안에 IPv6 데이터그램을 담아 이동하는 터널링 기법을 사용할 수 있다.