혼자공부하는 네트워크 복습 DAY2

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📘 혼자 공부하는 네트워크 — 복습 DAY 2 학습 범위: 네트워크 DAY 1 ~ DAY 11 복습 방식: 20문제 풀이 및 해설 학습 내용: HTTP, TCP/UDP, DNS, ARP, 서브넷, Wireshark, 이중화, 로드 밸런싱, 프록시, TLS, BGP Q1. HTTP의 Stateless와 로그인 상태 유지 문제: HTTP는 Stateless 프로토콜인데, 웹사이트에서 로그인 상태를 계속 유지할 수 있는 이유는 무엇일까? 정답: 쿠키와 세션 ID를 이용하기 때문이다. 해설 HTTP는 기본적으로 각 요청을 독립적으로 처리하며 이전 요청의 상태를 기억하지 않는다. 하지만 서버에 로그인 세션을 생성하고, 브라우저에 세션 ID를 전달하면 로그인 상태를 유지할 수 있다. 동작 과정 사용자가 아이디와 비밀번호로 로그인한다. 서버가 인증 정보를 확인하고 세션을 생성한다. 서버가 세션 ID를 브라우저에 전달한다. 브라우저가 세션 ID를 보통 쿠키에 저장한다. 이후 요청에서 세션 ID를 서버에 전달한다. 서버는 세션 ID를 이용해 저장된 세션 정보를 조회한다. 핵심: HTTP는 Stateless지만, 쿠키와 세션을 활용하면 로그인 상태를 유지할 수 있다. Q2. TCP 3-Way Handshake 문제: TCP 연결을 설정할 때 메시지를 주고받는 순서는? 정답 클라이언트 서버 | | | ---------- SYN ------------> | | | | <------ SYN + ACK ----------- | | | | ---------- ACK ------------> | | | TCP 연결 수립 완료 해설 SYN: 클라이언트가 서버에 연결을 요청한다. SYN + ACK: 서버가 요청을 확인하고 자신도 연결을 요청한다. ACK: 클라이언트가 서버의 응답을 확인한다. 3-Way Handshake를 통해 양쪽은 통신 준비 상태를 확인하고 초기 순서 번호를 교환한다. 참고로 TCP 연결을 정상적으로 종료할 때는 일반적으로 4-Way Handshake를 수행한다. Q3. Active-Active와 Active-Standby 문제: 주 서버가 서비스를 제공하고 대기 서버가 장애에 대비하는 이중화 방식은? 정답: Active-Standby 구분 Active-Active Active-Standby 평상시 두 서버 모두 서비스 제공 주 서버가 서비스 제공 장애 발생 시 정상 서버가 서비스 처리 대기 서버가 서비스 인계 특징 서버 자원을 함께 활용 장애에 대비한 대기 서버 운영 Failover(페일오버) 는 주 서버에 장애가 발생했을 때 대기 서버가 서비스를 이어받는 과정을 의미한다. 핵심: 이중화가 구성되어 있어도 자동 장애 감지 및 전환 기능이 없다면 서비스 중단이 발생할 수 있다. Q4. Wireshark 디스플레이 필터 문제: 출발지 IP가 192.168.10.100 이고 TCP 목적지 포트가 443 인 패킷만 표시하는 필터는? 정답 ip.src == 192.168.10.100 && tcp.dstport == 443 필터 의미 ip.src 출발지 IP ip.dst 목적지 IP tcp.srcport TCP 출발지 포트 tcp.dstport TCP 목적지 포트 == 값이 같음 && AND 조건 ` tcp.dstport 조건은 TCP 프로토콜과 목적지 포트를 함께 지정한다. 핵심: Wireshark의 디스플레이 필터는 src_ip 가 아니라 ip.src 와 같은 문법을 사용한다. Q5. HTTP PUT과 PATCH 문제: 기존 프로필에서 나이만 변경하려고 할 때 적합한 HTTP 메서드는? 정답: PATCH 구분 PUT PATCH 주요 용도 리소스 전체 대체 리소스의 일부 수정 요청 데이터 일반적으로 전체 리소스 변경할 항목만 멱등성 보장 반드시 보장하지는 않음 PATCH 요청 예시 PATCH /users/1 HTTP/1.1 Content-Type: application/json { "age": 26 } 핵심: PUT은 전체 대체, PATCH는 부분 수정이다. Q6. TLS와 대칭 키 암호화 문제: TLS에서 실제 애플리케이션 데이터를 주고받을 때 대칭 키 암호화 방식을 사용하는 이유는? 정답: 공개 키 암호화보다 일반적으로 처리 속도가 빠르기 때문이다. 구분 대칭 키 암호화 공개 키 암호화 사용하는 키 같은 키 공개 키와 개인 키 처리 속도 일반적으로 빠름 상대적으로 느림 TLS에서의 역할 실제 데이터 암호화 인증 및 키 교환 과정 등에 활용 TLS는 핸드셰이크 과정에서 세션 키를 안전하게 마련하고, 실제 애플리케이션 데이터는 대칭 키 방식으로 암호화한다. TLS 1.3에서는 일반적으로 (EC)DHE 키 교환으로 공유 비밀을 만들고 인증서와 전자 서명 등을 통해 서버를 인증한다. 핵심: 공개 키 기술은 인증과 안전한 키 교환을 지원하고, 대칭 키는 효율적인 데이터 암호화에 사용된다. Q7. ARP와 기본 게이트웨이 문제: 서로 다른 네트워크에 있는 PC B로 패킷을 보내려면 PC A는 누구의 MAC 주소를 알아내야 할까? 정답: 기본 게이트웨이의 MAC 주소 네트워크 구성 PC A IP: 192.168.1.10 | | ARP를 통해 게이트웨이 MAC 확인 v 라우터 IP: 192.168.1.1 | | 라우팅 후 다음 구간으로 전달 v PC B IP: 192.168.2.10 동작 과정 PC A는 목적지 IP가 다른 네트워크에 있다는 것을 확인한다. ARP를 이용해 기본 게이트웨이의 MAC 주소를 알아낸다. 목적지 IP는 PC B의 IP로 유지하고, 목적지 MAC 주소는 기본 게이트웨이의 MAC 주소로 지정한다. 라우터는 라우팅 테이블을 확인한 후 패킷을 다음 구간으로 전달한다. PC B가 직접 연결된 네트워크에 있다면 라우터는 필요할 때 ARP로 PC B의 MAC 주소를 확인한다. 핵심: IP 주소는 최종 목적지를 나타내고, MAC 주소는 현재 구간에서 프레임을 전달할 대상을 나타낸다. Q8. L4와 L7 로드 밸런서 문제: /images 요청은 이미지 서버로, /api 요청은 API 서버로 전달하려면 어떤 로드 밸런서를 사용해야 할까? 정답: L7 로드 밸런서 계층 주요 정보 L2 MAC 주소 L3 IP 주소 L4 IP 주소, TCP/UDP 포트 L7 HTTP URL, 헤더, 쿠키 등 L7 로드 밸런서 구성 예시 클라이언트 | v L7 로드 밸런서 | +---------+---------+ | | v v /images /api | | v v 이미지 서버 API 서버 L4는 주로 IP 주소와 TCP/UDP 포트 등 전송 계층의 정보를 이용해 트래픽을 분산한다. L7은 HTTP 요청의 URL 경로나 헤더 등 애플리케이션 계층의 정보를 분석해 트래픽을 분산할 수 있다. 핵심: HTTP 요청의 내용에 따라 서버를 선택해야 한다면 L7 로드 밸런서를 활용할 수 있다. Q9. DNS 조회 과정 문제: DNS 재귀 리졸버가 도메인의 IP 주소를 찾기 위해 조회하는 서버의 순서는? 정답: 루트 네임 서버 → TLD 네임 서버 → 권한 있는 네임 서버 DNS 재귀 리졸버 | v 루트 네임 서버 | v TLD 네임 서버 (.com) | v 권한 있는 네임 서버 (example.com) | v DNS 레코드 | v IP 주소 확인 각 서버의 역할 루트 네임 서버: 해당 TLD 네임 서버의 위치를 안내한다. TLD 네임 서버: 해당 도메인을 담당하는 권한 있는 네임 서버의 위치를 안내한다. 권한 있는 네임 서버: 해당 도메인의 DNS 레코드를 제공한다. 실제 조회에서는 DNS 캐시가 존재하면 일부 단계를 생략할 수 있다. 핵심: 루트 → TLD → 권한 있는 네임 서버 순서로 기억한다. Q10. TCP와 UDP 문제: 실시간 음성 통화에서 일반적으로 UDP가 활용되는 이유는? 정답: UDP는 별도의 연결 설정 과정이 없고 TCP처럼 기본적으로 재전송이나 순서 보장을 수행하지 않기 때문이다. 구분 TCP UDP 연결 방식 연결 지향형 비연결형 연결 설정 3-Way Handshake 별도의 연결 설정 없음 전달 보장 제공 기본적으로 제공하지 않음 순서 보장 제공 제공하지 않음 활용 웹 통신, 파일 전송 등 실시간 음성·영상, DNS 등 UDP는 TCP보다 오버헤드가 작고 지연을 줄이는 데 유리하지만 반드시 전송 속도가 더 빠른 것은 아니다. 실제 성능은 네트워크 상태와 애플리케이션 구현에 따라 달라진다. 핵심: TCP는 신뢰성 있는 전송을 제공하고, UDP는 단순한 전송 방식으로 실시간 통신에 유리할 수 있다. Q11. HTTP 502 Bad Gateway 문제: HTTP 502 Bad Gateway는 어떤 상황에서 발생할까? 정답: 게이트웨이나 프록시 서버가 상위 서버로부터 유효하지 않은 응답을 받았을 때 발생한다. 클라이언트 | v 리버스 프록시 | | 상위 서버 응답 문제 v WAS => 클라이언트에 502 응답 실무 점검 항목 WAS 프로세스가 정상적으로 실행 중인지 확인 프록시에서 WAS의 IP와 포트로 접속할 수 있는지 확인 프록시의 상위 서버 설정 확인 프록시 및 WAS 오류 로그 확인 관련 상태 코드 상태 코드 의미 200 OK 401 Unauthorized 404 Not Found 502 Bad Gateway 504 Gateway Timeout 502는 유효하지 않은 응답을 받았을 때 발생하며, 504는 제한 시간 내에 상위 서버의 응답을 받지 못했을 때 발생한다. Q12. HTTP 캐시와 304 Not Modified 문제: 브라우저가 304 Not Modified 응답을 받으면 어떻게 동작할까? 정답: 기존에 저장된 캐시 데이터를 재사용한다. 동작 과정 브라우저가 이전에 다운로드한 리소스를 캐시에 저장한다. 캐시가 만료되면 서버에 리소스의 변경 여부를 확인한다. 변경되지 않았다면 서버가 304 Not Modified 를 응답한다. 브라우저가 기존 캐시 데이터를 재사용한다. 캐시의 장점 불필요한 네트워크 트래픽 감소 리소스 응답 속도 향상 서버의 데이터 전송 부담 감소 캐시가 아직 유효하다면 서버에 재검증 요청을 보내지 않고 바로 사용할 수도 있다. 핵심: 304는 리소스가 변경되지 않았다는 의미이며, 캐시를 재사용할 수 있다. Q13. 단일 장애점(SPoF) 문제: WEB 서버 두 대를 이중화했지만 로드 밸런서는 한 대만 운영하는 경우, 로드 밸런서에 장애가 발생하면 어떻게 될까? 정답: 서버 두 대가 모두 정상이더라도 클라이언트가 서비스에 접근하지 못할 수 있다. 이처럼 한 구성 요소의 장애가 전체 서비스에 영향을 줄 수 있는 지점을 단일 장애점(SPoF, Single Point of Failure) 이라고 한다. 클라이언트 | v 로드 밸런서 (장애 발생) X | +-------+-------+ | | v v WEB 서버 A WEB 서버 B 정상 정상 서버는 정상이지만 요청이 전달되지 않음 대응 방안 로드 밸런서도 이중화하고 장애 감지 및 자동 전환 기능을 구성할 수 있다. 핵심: 일부 장비를 이중화했다고 해서 전체 시스템의 단일 장애점이 사라지는 것은 아니다. Q14. Forward Proxy와 Reverse Proxy 문제: 회사 직원의 인터넷 요청을 대신 외부 서버에 전달하고 접속 기록 및 접근을 관리하는 프록시는? 정답: Forward Proxy 1 Forward Proxy 클라이언트를 대신해 외부 서버에 요청을 전달한다. 클라이언트 | v Forward Proxy | v 외부 웹 서버 주요 활용 사례는 인터넷 접근 제어, 접속 기록 관리, 캐싱 등이다. 2 Reverse Proxy 외부에서 들어온 요청을 받아 내부 서버에 전달한다. 외부 클라이언트 | v Reverse Proxy | +---+---+ | | v v 서버 A 서버 B 주요 활용 사례는 내부 서버 보호, 로드 밸런싱, 캐싱 등이다. 핵심 Forward Proxy: 클라이언트 측에서 클라이언트를 대신한다. Reverse Proxy: 서버 측에서 서버를 대신한다. Q15. CIDR과 서브넷 계산 문제: 192.168.10.130/26 의 네트워크 주소, 브로드캐스트 주소, 사용 가능한 호스트 범위는? 정답 항목 값 IP 주소 192.168.10.130/26 서브넷 마스크 255.255.255.192 네트워크 주소 192.168.10.128 브로드캐스트 주소 192.168.10.191 호스트 범위 192.168.10.129 ~ 192.168.10.190 사용 가능한 호스트 수 62개 계산 과정 IPv4는 총 32비트이고, /26 은 네트워크 비트가 26비트라는 의미다. 호스트 비트 = 32 - 26 = 6비트 전체 IP 주소 수 = 2^6 = 64개 사용 가능한 호스트 수 = 64 - 2 = 62개 서브넷 구간 192.168.10.0 ~ 192.168.10.63 192.168.10.64 ~ 192.168.10.127 192.168.10.128 ~ 192.168.10.191 ← 해당 구간 192.168.10.192 ~ 192.168.10.255 일반적인 IPv4 서브넷에서는 네트워크 주소와 브로드캐스트 주소를 제외하고 호스트에 IP를 할당한다. Q16. TCP 흐름 제어와 혼잡 제어 문제: 수신자의 버퍼를 보호하는 제어와 네트워크의 혼잡을 방지하는 제어는 각각 무엇일까? 정답: 흐름 제어와 혼잡 제어 구분 흐름 제어 혼잡 제어 영어 Flow Control Congestion Control 목적 수신자의 처리 능력 초과 방지 네트워크 혼잡 방지 고려 대상 수신자의 버퍼 네트워크의 혼잡 상태 주요 메커니즘 수신 윈도우(rwnd) 혼잡 윈도우(cwnd) 1 흐름 제어 송신자가 데이터를 너무 빠르게 보내면 수신자의 버퍼가 가득 찰 수 있다. 수신자가 처리할 수 있는 양을 고려해 송신량을 조절하는 것이 흐름 제어다. 2 혼잡 제어 네트워크에 패킷이 지나치게 많이 몰리면 지연과 패킷 손실이 발생할 수 있다. 네트워크의 혼잡 징후를 고려해 송신량을 조절하는 것이 혼잡 제어다. 핵심 흐름 제어: 수신자가 감당할 수 있는가? 혼잡 제어: 네트워크가 감당할 수 있는가? Q17. TCP 빠른 재전송 문제: 동일한 ACK 번호를 반복해서 받은 송신자가 재전송 타이머가 만료되기 전에 손실된 것으로 추정하는 세그먼트를 다시 보내는 기법은? 정답: 빠른 재전송(Fast Retransmit) 동작 예시 송신자 수신자 | | | -------- 데이터 1 ---------> | | -------- 데이터 2 ---------> | | -------- 데이터 3 --- X | 손실 | -------- 데이터 4 ---------> | | -------- 데이터 5 ---------> | | | | <------ 중복 ACK ----------- | | <------ 중복 ACK ----------- | | <------ 중복 ACK ----------- | | | | ---- 데이터 3 재전송 ------> | TCP는 일반적으로 동일한 ACK 번호를 3번 중복해서 받으면 손실 가능성을 판단해 빠른 재전송을 수행한다. 다만 패킷의 도착 순서가 바뀌었을 때도 중복 ACK가 발생할 수 있다. 구분 빠른 재전송 슬로 스타트 영어 Fast Retransmit Slow Start 목적 손실된 데이터 재전송 혼잡 윈도우 증가 관련 기능 손실 복구 혼잡 제어 핵심: 빠른 재전송은 손실 복구, 슬로 스타트는 혼잡 제어와 관련된 기능이다. Q18. 디지털 인증서와 CA 문제: CA(Certificate Authority)의 주요 역할은? 정답: 디지털 인증서를 발급하고 전자 서명해 공개 키와 인증서에 기재된 신원 정보를 연결한다. HTTPS 인증서 검증 과정 웹 서버 | | 디지털 인증서 전달 v 클라이언트 | | 유효기간 및 도메인 확인 v 인증서 체인 검증 | | 신뢰할 수 있는 CA 확인 v 전자 서명 검증 | v 서버 인증 확인 CA는 서버의 신원을 검증할 수 있도록 신뢰 체계를 제공한다. 클라이언트는 인증서의 유효기간과 도메인 일치 여부, 인증서 체인, 전자 서명 등을 확인한다. CA가 클라이언트와 서버 사이의 모든 HTTPS 데이터를 직접 암호화하는 것은 아니다. 핵심: CA는 디지털 인증서의 신뢰성을 검증할 수 있도록 지원하는 인증 기관이다. Q19. MTU와 IPv4 단편화 문제: 크기가 2,000바이트인 IPv4 패킷이 MTU 1,500바이트인 구간을 통과해야 할 때, DF 비트가 0이면 어떻게 처리할까? 정답: MTU에 맞게 패킷을 단편화할 수 있다. MTU(Maximum Transmission Unit) 는 네트워크 구간에서 한 번에 전송할 수 있는 패킷의 최대 크기를 의미한다. 단편화 개념도 원본 IPv4 패킷 2,000바이트 | v MTU 1,500바이트 | v 단편화 | +-----+-----+ | | v v 단편 1 단편 2 MTU 이하 MTU 이하 단편화된 각 패킷에는 별도의 IPv4 헤더가 붙으며, 최종 목적지에서 재조립한다. DF(Don't Fragment) 비트 값 의미 DF = 0 단편화 허용 DF = 1 단편화 금지 DF가 1인 패킷이 MTU보다 크면 라우터는 해당 패킷을 단편화하지 못하므로 폐기하고 일반적으로 ICMP Fragmentation Needed 메시지를 보낸다. DF 비트는 경로 MTU 탐색(Path MTU Discovery)에도 활용된다. 핵심: DF는 Don't Fragment, 즉 단편화하지 말라는 의미다. Q20. BGP와 AS 문제: AS 65001과 AS 65002처럼 서로 다른 AS 사이에서 라우팅 정보를 교환할 때 사용하는 BGP는? 정답: eBGP(External BGP) 구분 iBGP eBGP 정식 명칭 Internal BGP External BGP 통신 대상 같은 AS의 BGP 라우터 서로 다른 AS의 BGP 라우터 예시 AS 65001 ↔ AS 65001 AS 65001 ↔ AS 65002 AS(Autonomous System) 는 공통된 라우팅 정책에 따라 관리되는 네트워크의 집합이다. BGP는 AS 사이에서 라우팅 정보를 교환하는 데 사용하는 프로토콜이며, iBGP와 eBGP라는 동작 방식이 있다. 핵심 iBGP: 같은 AS 내부 eBGP: 서로 다른 AS 사이 📌 DAY 2 — 오답 및 헷갈렸던 개념 문제 개념 핵심 복습 Q4 Wireshark ip.src , tcp.dstport Q5 HTTP 메서드 PUT은 전체 대체, PATCH는 부분 수정 Q9 DNS 루트 → TLD → 권한 있는 네임 서버 Q10 TCP/UDP UDP가 반드시 더 빠른 것은 아님 Q13 SPoF 장비 하나의 장애가 전체 서비스에 영향을 줄 수 있음 Q14 프록시 Forward는 클라이언트 측, Reverse는 서버 측 Q16 TCP 제어 흐름 제어는 수신자, 혼잡 제어는 네트워크 Q17 TCP 재전송 중복 ACK와 빠른 재전송 🎯 다음 복습 목표 — DAY 3 Wireshark 디스플레이 필터 직접 작성하기 PUT과 PATCH의 차이 복습하기 TCP 흐름 제어와 혼잡 제어 구분하기 중복 ACK와 빠른 재전송 이해하기 Forward Proxy와 Reverse Proxy 구분하기 앞서 학습한 내용과 새로운 범위를 섞어 총 20문제 풀이하기 DAY 2 복습 완료! ✅ #네트워크 #혼자공부하는네트워크 #네트워크공부 #TCP #UDP #HTTP #Wireshark #DNS #정보보안 #복습