Layer 4 Transport

 

▣ Layer 4 Transport

  1. 역할

    - Port 주조 지정

    - 데이터 전달방식 결정 -> 신뢰성, 속도 등

    - 필요시 단편화 실행

  2. 프로토콜

    - UDP, TCP

  3. 장비

    - L4 Switch

 

▣ Port Address

  1. 특징

    - 시스템 내부의 프로세스 또는 프로그램을 식별하기 위해 사용하는 식별값

    - 프로그램을 설계할 때 prot 주소가 지정됨

    - IANA에서 관리

  2. 주소 표현

    - 80 -> 10진수 한 자리로 표기

    - 2byte

  3. 구분 : 목적에 따라 3가지로 분류

    - Well Known Service Prot (0 ~ 1023): 잘 알려진 서비스 프로그램용(예약된 주소)

    - Registered Port (1024 ~ 49151): 온라인용으로 개발된 프로그램의 네트워크 통싱을 위해 할당하는 주소(상업용)

    - Dynamic Port (49152 ~ 65535): 등록하지 않고 임의로 사용 할 수 있는 주소

 

▣ UDP(User Datagram Protocol)

  1. 특징

    - 데이터의 빠른 전달을 보장하기 위해 사용

    - 비 신뢰성, 비 연결성, 최소화된 헤더

    - 단편화 크기(512byte)

  2. 서비스 종류

    - 빠른 통신 속도가 필요한 서비스 -> 실시간 통신, 음성 서비스에 많이 사용

    - 정보 해석 및 전달 서비스 : DNS(53), DHCP(67(s), 68(c)), SNMP(161, 162(trap))

    - 빠른 파일 전송 : TFTP(69)

  3. Header

 

  - Source Port Address : 출발지 주소

  - Destination Port Address : 목적지 주소

  - Length : 헤더 + Payload 크기

  - Checksum

    · Datagram 전체와 3계층 정보 중 일부분에 대한 오류 검사

    · Shadow header를 구성하여 오류 검출 수행

 

▣ TCP(Transmission Control Protocol)
  1. 특징
    - 양방향 통신(전 이중 통신) : 데이터 송/수신을 동시에 함
    - 연결 지향 : Session은 한 프로그램 내에서 모든 데이터를 책임지는 연결이라고 하면, TCP에서 연결은 데이터 하나에 대한 연결임
        ·  3 Way Handshake : 3번 연결을 주고 받아 연결을 완성함
        · 연결 설정 -> 데이터 전송 -> 연결 종료
    - 신뢰성 보장

  · 순차적으로 데이터 전송

        · (데이터를 받으면) 확인 응답
        · (확인 응답이 업으면) 재전송
    - 흐름제어 : 데이터 전달에 지연 현상이 발생했을 때 데이터 양을 조절 -> Sliding Window
        · TCP에서 데이터의 크기를 window라 함

  2. Service 종류
    - 대용량 파일 전송
        · FTP : TCP 20(data), 21(control)
    - 원격 접속 서비스
        · SSH : TCP 22
        · Telnet : TCP 23
    - Mail 서비스
        · SMTP : TCP 25(송신)
        · POP3 : TCP 110(수신)
    - Web 서비스
        · HTTP : TCP 80
    - 보안 통신 서비스
        · SSL : TCP 443

  3. Header
    - 크기는 가변적 : 최소 20byte ~ 최대 60byte 

  

  - Source Port Address(2byte) : 출발지 주소
  - Destination Port Address(2byte) : 목적지 주소
  - Sequence Number(4byte)
    · 최초 순서 번호는 랜덤
    · 그 이후에는 Segment의 시작 크기
  - Acknowledgment Number
    · 확인 응답 번호 : 다음에 받아야 하는 데이터 순서 번호를 의미
  - Offeset(4bit) : 해더 크기 (단위= 4byte)
  - Reseved(4bit) : 예약 필드
  - TCP Flags : 현재 해야 할 일을 알려줌
    · C, E : 흐름 제어
    · U (URG) : 긴급 데이터
    · A (ACK) : 확인 응답
    · P (PSH) : 확인 응답이 없어도 버퍼상의 데이터를 상위 프로세스로 전달. Why? 속도를 보장하기 위함
    · R (RST) : 연결 초기화 -> 잘못된 연결 종료 후 재연결, 강제 연결 종료
    · S (SYN) : 새로운 연결 요청
    · F (FIN) : 연결 종료 요청

  - Window : 데이터 전송 크기(여유공간 -> 상황에 따라 가변적임)

  - Checksum

    · Datagram 전체와 3계층 정보 중 일부분에 대한 오류 검사

    · Shadow header를 구성하여 오류 검출 수행
  - UrgentPointer
    · 긴급데이터 segment 번호

  - TCP Optins
    · 필수 옵션이 사용됨
   · type : 종류
    · length : data 크기
    · option data : 옵션값

  TCP 연결상태 변화

 

 

▣ Shadow Header(12byte)

  - 보안, 기능성이 떨어지는 IP의 오류 검출을 함계 수행

  - 초기 상태의 Checksum = 0

  - 오류 검출 값을 획득한 후, Shadow Header 삭제 -> 실 통신에서는 Segment만 전달됨

 

 

▣  4계층 장비
  - L4 Switch
    · Load Balancing(부하 분산)
  - Load Ballancing
    · 특정 시스템이 받게 되는 부하를 동일한 기능을 수행할 수 있는 여러 시스템으로 분산

    · Server Farm 필수적으로 사용하는 기능