정보처리기사 실기 요점정리(9) - 응용 SW 기초 기술 활용(2)

TCP/IP

프로토콜

• 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있또록 표준화시켜 놓은 통신 규약

프로토콜의 기본 요소

1. 구문 : 전송하고자 하는 데이터 형식, 부호화, 신호 레벨 등을 규정함
2. 의미 : 두 기기 간의 효율적이고 정확한 정보 전송을 위한 협조 사항과 오류 관리를 위한 제어 정보 규정
3. 시간 : 두 기기 간의 통신 속도, 메시지 순서 제어 등을 규정

TCP/IP

• 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜
• TCP : 전송 계층 / 연결형 서비스 / 패킷의 다중화, 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능
• IP : 네트워크 계층 / 비연결형 서비스 / 패킷의 분해, 조립, 주소 지정, 경로 선택 기능

응용 계층의 주요 프로토콜

• FTP : 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 인터넷 사이에서 파일을 주고받을 수 있도록 하는 원격 파일 전송 프로토콜
• SMTP : 전자 우편 교환 서비스
• TELNET : 멀리 떨어져 있는 컴퓨터에 접속하여 자신의 컴퓨터처럼 사용할 수 있도록 해주는 서비스
• SNMP : TCP/IP의 네트워크 관리 프로토콜, 네트워크 정보를 네트워크 관리 시스템에 보내는데 사용되는 표준 통신 규약
• DNS : 도메인 네임을 IP 주소로 매핑하는 시스템
• HTTP : 월드 와이드 웹(WWW)에서 HTML 문서를 송수신하기 위한 표준 프로토콜

전송 계층 주요 프로토콜

TCP	▪️ 양방향 연결형 서비스 제공 ▪️ 스트림 위주의 전달(패킷 단위), 신뢰성 있는 경로를 확립하고 메시지 전송 감독 ▪️ 순서 제어, 오류 제어, 흐름 제어 기능
UDP	▪️ 비연결형 서비스 제공 ▪️ TCP에 비해 상대적으로 단순한 헤더 구조를 가짐 ▪️ 고속의 안정성 있는 전송 매체를 사용하여 빠른 속도를 필요로 하는 경우, 동시에 여러 사용자에게 데이터를 전달할 경우, 정기적으로 반복해서 전송할 경우 사용
RTCP	▪️ RTP 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜 ▪️ RTCP 패킷은 항상 32비트의 경계로 끝남

인터넷 계층 주요 프로토콜

IP	▪️ 전송할 데이터에 주소를 지정하고, 경로를 설정하는 기능
ICMP	▪️ IP와 조합하여 통신 중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지 관리
IGMP	▪️ 멀티캐스트를 지원하는 호스트나 라우터 사이에서 멀티캐스트 그룹 유지
ARP	▪️ 호스트의 IP주소를 호스트와 연결된 네트워크 접속 장치의 물리적 주소(MAC)로 바꿈
RARP	▪️ ARP와 반대로 물리적 주소를 IP 주소로 변환 ▪️ 물리적 주소인 MAC를 이용하여 IP 주소를 찾는 인터넷 계층 프로토콜

가상회선 : 연결형 통신에서 주로 사용되는 방식으로, 출발지와 목적지의 전송 경로를 미리 연결하여 논리적으로 고정한 후 통신하는 방식
데이터그램 : 비연결형 통신에서 주로 사용되는 방식으로 사전에 접속 절차를 수행하지 않고 헤더에 출발지에서 목적지까지의 경로 지정을 위한 충분한 정보를 붙여서 개별적으로 전달하는 방식

 

네트워크 관련 신기술

• IoT : 정보 통신 기술을 기반으로 실세계와 가상 세계의 다양한 사물들을 인터넷으로 서로 연결하여 진보된 서비스 제공
• M2M : 무선 통신을 이용한 기계와 기계 사이 통신. 원격 검침, 무선 신용카드 조회기, 버스 운행 시스템 등을 무선으로 통합
• 모바일 컴퓨팅 : 휴대형 기기로 이동하면서 자유로이 네트워크에 접속
• 클라우드 컴퓨팅 : 각종 컴퓨팅 자원을 중앙 컴퓨터에 두고 인터넷 기능을 갖는 단말기. 언제 어디서나 인터넷을 통해~
• 그리드 컴퓨팅 : 지리적으로 분산되어 있는 컴퓨터를 초고속 인터넷망으로 연결하여 하나의 고성능 컴퓨터처럼 활용
• 모바일 클라우드 컴퓨팅 : 소비자와 소비자의 파트너가 클라우드 서비스를 이용하여 모바일 기기로 클라우드 컴퓨팅 인프라 구성
• 인터클라우드 컴퓨팅 : 각기 다른 클라우드 서비스 연동, 컴퓨팅 자원의 동적 할당이 가능하도록 여러 클라우드 서비스 제공자들이 제공하는 클라우드 서비스나 자원 연결
• 메시 네트워크 : 차세대 이동 통신, 홈네트워킹, 공공 안전 등 특수 목적. 대규모 디바이스의 네트워크 생성 최적화
• 와이선 : 스마트 그리드와 같은 장거리 무선 통신을 필요로 하는 사물 인터넷(IoT) 서비스를 위한 저전력 장거리 통신 기술
• NDN : 콘텐츠 자체의 정보와 라우터 기능만으로 데이터 전송 수행. 기존 IP망을 대체할 새로운 인터넷 아키텍처
• NGN : ITU-T에서 개발하고 있는 유선망 기반의 차세대 통신망. 유선망 뿐만 아니라 이동 사용자를 목표로함. 완전한 이동성 제공 목표.
• SDN : 네트워크를 컴퓨터처럼 모델링하여 여러 사용자가 각각의 소프트웨어로 네트워킹을 가상화하여 제어하고 관리
• NFC : 고주파를 이용한 근거리 무선 통신 기술. RFID 기술의 일종임.
• UWB : 짧은 거리에서 많은 양의 디지털 데이터를 낮은 전력으로 전송. 무선 디지털 펄스라고도함.
• 피코넷 : 여러 개의 독립된 통신 장치가 블루투스 기술이나 UWB 통신 기술을 사용하여 통신망 형성
• WBAN : 웨어러블 또는 몸에 심는 형태의 센서나 기기를 무선으로 연결하는 개인 영역 네트워크 기술
• GIS : 지리적인 자료 수집, 저장, 분석, 출력 컴퓨터 응용 시스템. 위성을 이용해~
• USN : 각종 센서로 수집한 정보를 무선으로 수집. 필요한 모든 것에 RFID 태그 부착, 이를 통하여 사물의 인식 정보는 물론 주변의 환경 정보까지 탐지하여 이를 네트워크에 연결.
• SON : 주변 상황에 맞추어 스스로 망을 구성하는 네트워크
• 애드 혹 네트워크 : 재난 현장과 같이 별도의 고정된 유선망을 구축할 수 없는 장소에서 모바일 호스트만을 이용하여 구성한 네트워크
• 네트워크 슬라이싱 : 하나의 물리적인 코어 네트워크 인프라를 독립된 다수의 가상 네트워크로 분리하여 각각의 네트워크를 통해 다양한 고객 맞춤형 서비스 제공 목적. 3GPP를 포함한 여러 글로벌 이동 통신 표준화 단체 선정~
• 저전력 블루투스 기술 : 일반 블루투스와 동일한 주파수 대역을 사용하지만 연결되지 않는 대기 상태에서는 절전모드 유지
• 지능형 초연결망 : 스마트 시티, 스마트 스테이션 등 4차 산업혁명 시대를 맞아 급증하는 데이터 트래픽을 효과적으로 수용하기 위해 시행되는 과학기술정보통신부 주관 사업
• 파장 분할 다중화 : 광섬유를 이용한 통신 기술. 파장이 서로 다른 복수의 신호~
• 소프트웨어 정의 데이터 : 데이터 센터의 모든 자원을 가상화하여 인력의 개입없이 소프트웨어 조작만으로 관리 및 제어되는 데이터 센터.
• 개방형 링크드 데이터 : Linked Data와 Open Data의 합성어. 누구나 사용할 수 있도록 웹상에 공개된 연계 데이터

 

네트워크 구축

네트워크

• 두 대 이상의 컴퓨터를 연결하여 자원을 공유하는 것

성형

• 중앙에 중앙 컴퓨터가 있고 이를 중심으로 단말장치들이 연결
• 포인트 투 포인트 방식

링형

• 컴퓨터와 단말 장치들을 서로 이웃하는 것끼리 연결시킨 포인트 투 포인트 방식

버스형

• 한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말 장치가 연결되어 있는 형태

계층형

• 중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말 장치까지는 하나의 통신 회선으로 연결시키고, 이웃하는 단말장치는 일정 지역 내에 설치된 중간 단말장치로부터 다시 연결시키는 형태

망형

• 모든 지점의 컴퓨터와 단말 장치를 서로 연결한 형태
• 많은 단말장치로부터 많은 양의 통신을 필요로 하는 경우 유리

LAN의 표준안
802.11e : 802.11의 부가 기능 표준으로 QoS 기능이 지원되도록 하기 위해 매체 접근 제어(MAC) 계층에 해당하는 부분을 수정하였음.

 

NAT

• 한 개의 정식 IP 주소에 대량의 가상 사설 IP 주소를 할당 및 연결
• 우리말로 번역하면 '네트워크 주소 변환'이라는 의미
• 1개의 IP 주소를 사용해서 외부에 접속할 수 있는 노드는 어느 시점에서 1개만으로 제한되는 문제가 있으나, 이때는 IP 마스커레이드를 이용하면 된다.

 

경로 제어 / 트래픽 제어

경로 제어 프로토콜

IGP	▪️ 하나의 자율 시스템(AS) 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜 ▪️ RIP -현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜, 최단 경로 탐색에 Bellman-Ford 알고리즘 -최대 홉(Hop)의 수를 15로 제한 ▪️ OSPF - RIP의 단점을 해결하여 새로운 기능을 지원하는 인터넷 프로토콜 - 대규모 네트워크에서 많이 사용됨
EGP	▪️ 자율 시스템간의 라우팅, 즉 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜
BGP	▪️ 외부 라우팅 프로토콜

흐름 제어

• 정지-대기 : 한 번에 하나의 패킷만을 전송할 수 있음.
• 슬라이딩 윈도우 : 수신 측의 확인 신호를 받지 않더라도 미리 정해진 수만큼 연속적으로 전송하는 방식. 확인 신호, 즉 수신 통지를 이용해 송신 데이터 양을 조절.
• 슬라이딩 윈도우 : 윈도우 크기는 상황에 따라 변함. 

 

SW 관련 신기술

• 인공지능 : 인간의 두뇌와 같이 컴퓨터 스스로 추론, 학습, 판단 등 인간지능적 작업 수행 시스템
• 뉴럴링크 : 테슬라의 CEO 일론머스크가 사람의 뇌와 컴퓨터를 결합하는 기술을 개발하기 위해 설립한 회사
• 딥 러닝 : 인간의 두뇌를 모델로 만들어진 인공 신경망을 기반으로 하는 기계 학습 기술
• 전문가 시스템 : 의료 진단 등과 같은 특정 분야의 전문가가 수행하는 고도의 업무를 지원
• 증강현실 : 실제 촬영 화면에 가상의 정보를 부가하여 보여주는 기술. 혼합 현실
• 블록체인 : P2P 네트워크를 이용해 온라인 금융 거래 정보를 온라인 네트워크 참여자의 디지털 장비에 분산 저장
• 분산 원장 기술 : 중앙 관리자나 중앙 데이터 저장소 존재 X, P2P 망 내의 참여자들에게 모든 거래 목록이 분산 저장됨
• 해시 : 임의의 길이의 입력 데이터나 메시지를 고정된 길이의 값이나 키로 변환
• 양자 암호키 분배 : 양자 통신을 위해 비밀키를 분배하여 관리하는 기술
• 프라이버시 강화 기술 : 개인 정보 침해 위험을 관리하기 위한 핵심 기술.
• 공통 평가 기준 : 1999년 6월 8일 ISO 15408 표준으로 채택
• 개인정보 영향평가 제도 : 개인 정보를 활용하는 새로운 정보 시스템의 도입, 기존 정보시스템의 중요한 변경 시 시스템의 구축, 운영이 기업의 고객, 국민의 사생활에 미칠 영향에 대해 미리 조사.
• 그레이웨어 : 제공 입장에서는 악의적이지 않은 유용한 소프트웨어라고 주장할 수 있지만 사용자 입장에서는 악의적일 수도 있는~
• 매시업 : 웹에서 제공하는 정보 및 서비스를 이용해 새로운 소프트웨어, 서비스, 데이터베이스 등을 만드는 기술. 다수의 정보원이 제공하는 콘텐츠 조합~
• 리치 인터넷 애플리케이션 : 플래시 애니메이션 기술 + 웹 서버 애플리케이션 통합
• 시맨틱 웹 : 컴퓨터가 사람을 대신해 정보를 읽고 이해하고 가공하여 새로운 정보를 만들어 낼 수 있도록~ 차세대 지능형 웹
• 증발품 : 판매 계획, 배포 계획은 발표되었으나 고객에게 판매되거나 배포되지 않고 있는 소프트웨어
• 오픈 그리드 서비스 아키텍쳐 : 애플리케이션 공유를 위한 웹 서비스 그리드 상에서 제공하기 위해 만든 개방형 표준
• 서비스 지향 아키텍처 : 기업의 소프트웨어 인프라인 정보시스템을 공유와 재사용이 가능한 서비스 단위, 컴포넌트 중심으로 구축.
• 서비스형 소프트웨어 : 소프트웨어 여러 기능 중 사용자가 필요로 하는 서비스만 이용할 수 있도록 한 소프트웨어 
• 소프트웨어 에스크로 : 개발자의 지식 재산권 보호, 사용자는 저렴한 비용으로 ~
• 복잡 이벤트 처리 : 실시간으로 발생하는 많은 사건 중 의미있는 것만 추출~
• 디지털 트윈 : 현실 속의 사물을 소프트웨어로 가상화한 모델. 자동차, 항공, 에너지, 국방 등 여러 분야에서 주목받고 있음.

 

HW 관련 신기술

• 고가용성 : 긴 시간동안 안정적인 서비스 운영을 위해 장애 발생 시 즉시 다른 시스템으로 대체 가능한 환경 구축
• 3D Printing : 대상을 평면에 출력 X, 손으로 만질 수 있는 실제 물체로 만들어내는 것
• 4D Printing : 특정 시간, 환경 조건이 갖추어지면 스스로 형태를 변화시키거나 제조되는 자가 조립 기술이~
• RAID : 여러 개의 하드 디스크로 디스크 배열 구성하여 파일을 구성하고 있는 데이터 블록들을 서로 다른 디스크들에 분산 저장할 경우 그 블록들을 여러 디스크에서 동시에 읽거나 쓸 수 있으므로 디스크 속도가 매우 향상되는 기술
• 4K 해상도 : 차세대 고화질 모니터 해상도
• 앤 스크린 : N개의 서로 다른 단말기에서 동일한 콘텐츠를 자유롭게 이용할 수 있는 서비스
• 컴패니언 스크린 : TV 방송 시청 시 방송 내용을 공유하며 추가적인 기능을 수행할 수 있는 스마트폰, 태블릿 PC 등
• 신 클라이언트 PC : 하드 디스크나 주변 장치 없이 기본적인 메모리만 갖추고 서버와 네트워크로 운용되는 개인용 컴퓨터
• 패블릿 : 폰과 태블릿의 합성어
• C형 유에스비 : 범용 인터페이스 규격인 USB 표준 중 하나
• 멤스 : 초정밀 반도체 제조 기술을 바탕으로 센서, 액추에이터 등 기계 구조를 다양한 기술로 미세 가공~
• 트러스트존 기술 : 하나의 프로세서 내에 일반 애플리케이션을 처리하는 일반 구역과 보안이 필요한 애플리케이션을 처리하는 보안 구역으로 분할
• 엠디스크 : 한 번의 기록만으로 자료를 영구 보관할 수 있는 광 저장장치
• 멤리스터 : 메모리와 레지스터의 합성어로, 전류의 방향과 양 등 기존의 경험을 모두 기억하는 특별한 소자

 

Secure OS

• 보안 기능을 갖춘 커널을 이식하여 외부의 침입으로부터 시스템 자원을 보호하는 운영체제
• 암호적 분리, 논리적 분리, 시간적 분리, 물리적 분리

참조 모니터

• 보호 대상 객체에 대한 접근 통제를 수행하는 추상 머신
• 격리성 : 부정 조작이 불가능해야 함
• 검증 가능성 : 적절히 구현되었다는 것을 확인할 수 있어야 함
• 완전성 : 우회가 불가능해야 함

 

DB 관련 신기술

• 빅데이터 : 기존의 관리 방법, 분석 체계로는 처리하기 어려운 막대한 양의 정형 또는 비정형 데이터 집합
• 브로드 데이터 : 다양한 채널에서 소비자와 상호 작용을 통해 생성된 것. 기업 마케팅에 있어 효율적인~
• 메타 데이터 : 일련의 데이터를 정의하고 설명해 주는 데이터.
• 디지털 아카이빙 : 디지털 정보 자원을 장기적으로 보존하기 위한 작업.
• 하둡 : 오픈 소스를 기반으로 한 분산 컴퓨팅 플랫폼
• 맵리듀스 : 대용량 데이터를 분산 처리하기 위한 목적으로 개발된 프로그래밍 모델. Google에 의해 고안.
• 타조 : 아파치 하둡 기반의 분산 데이터 웨어하우스 프로젝트

데이터 웨어 하우스
- 정보(Data)와 창고(Warehouse)의 합성어로, 기업의 의사 결정 과정에 효과적으로 사용될 수 있도록 여러 시스템에 분산되어 있는 데이터를 주제별로 통합, 축적해 놓은 데이터 베이스.

• 데이터 다이어트 : 데이터를 삭제하는 것이 아니라 압축하고 중복된 정보는 중복을 배제하고 새로운 기준에 따라 나누어 저장
• 데이터 마이닝 : 대량의 데이터를 분석하여 내제된 변수 사이의 상호 관계 규명, 일정한 패턴 찾는 기법.
• OLAP : 다차원으로 이루어진 데이터로부터 통계적인 요약 정보를 분석하여 의사 결졍에 활용하는 방식.

 

회복 / 병행 제어

회복

• 데이터베이스가 손상되었을 때 손상되기 이전의 정상 상태로 복구하는 작업

회복 기법 종류

연기 갱신 기법	▪️ 트랜잭션이 성공적으로 완료될 때까지 데이터베이스에 대한 실질적인 갱신을 연기하는 방법 ▪️ 트랜잭션이 수행되는 동안 갱신된 내용은 일단 Log에 보관됨.
즉각 갱신 기법	▪️ 트랜잭션이 데이터를 갱신하면 트랜잭션이 부분 완료되기 전이라도 즉시 실제 데이터베이스에 반영하는 방법
그림자 페이지 대체 기법	▪️ 갱신 이전의 데이터베이스를 일정 크기의 페이지 단위로 구성, 각 페이지마다 복사본인 그림자 페이지를 별도 보관, 실제 페이지를 대상으로 갱신 작업을 수행하다가 이후 실제 페이지 부분을 그림자 페이지로 대체하는 방법
검사점 기법	▪️ 특정 단계에서 재실행할 수 있도록 갱신 내용이나 시스템 상황 등에 관한 정보와 함께 검사점을 로그에 보관, 장애 발생 시 검사점부터 회복 작업을 수행하는 방법

병행제어

• 동시에 실행되는 트랜잭션 간의 상호 작용을 제어하는 것

병행제어 기법 종류

로킹	▪️ 트랜잭션들이 어떤 로킹 단위를 액세스하기 전에 Lock을 요청, Lock이 허락되어야만 그 로킹 단위를 액세스할 수 있도록 하는 기법
타임스탬프 순서	▪️ 트랜잭션과 트랜잭션이 읽거나 갱신한 데이터에 대해 트랜잭션이 실행을 시작하기 전 시간표를 부여, 부여된 시간에 따라 작업을 수행하는 기법.
최적 병행수행	▪️ 대부분의 트랜잭션이 판독 전용일 경우, 충돌률이 매우 낮아 병행제어 기법을 사용하지 않고 실행되어도 이 중의 많은 트랜잭션은 시스템의 상태를 일관성있게 유지한다는 점을 이용한 기법
다중 버전 기법	▪️ 타임 스탬프 개념을 이용하는 기법 ▪️ 다중 버전 타임 스탬프 기법이라고도 함

로킹 단위

• 한꺼번에 로킹할 수 있는 객체의 크기
• 로킹 단위가 크면 로크 수가 작아 관리하기 쉽지만 병행성 수준이 낮아진다.
• 로킹 단위가 작으면 관리하기 복잡해 오버헤드가 증가하지만 병행성 수준이 높아진다.

 

교착상태

• 서로 다른 프로세스가 점유하고 있는 자원을 요구하며 무한정 기다리는 현상

교착상태 발생의 필요 충분 조건

1. 상호 배제 : 한 번에 한 개의 프로세스만이 공유 자원을 사용할 수 있어야 함
2. 점유와 대기 : 최소한 하나의 자원을 점유하고 있으면서 다른 프로세스에 할당되어 사용되고 있는 자원을 추가로 점유하기 위해 대기하는 프로세스가 있어야 함
3. 비선점 : 다른 프로세스에 할당된 자원은 사용이 끝날 때까지 강제로 빼앗을 수 없어야 함
4. 환형 대기 : 공유 자원과 공유 자원을 사용하기 위해 대기하는 프로세스들이 원형으로 구성되어 있어 자신에게 할당된 자원을 점유하면서 앞이나 뒤에 있는 프로세스의 자원을 요구해야 함

교착상태 해결 방법

예방 기법	▪️ 교착상태가 발생하지 않도록 사전에 시스템을 제어하는 방법 ▪️ 네 가지 조건 중 어느 하나를 제거함으로써 수행됨, 자원의 낭비가 가장 심한 기법
회피 기법	▪️ 교착상태가 발생할 가능성을 배제하지 않고 교착상태 발생 시 적절히 피해나가는 기법 ▪️ 주로 은행원 알고리즘이 사용됨
발견 기법	▪️ 시스템에 교착상태가 발생했는지 점검하여 교착상태에 있는 프로세스, 자원을 발견
회복 기법	▪️ 교착상태를 일으킨 프로세스를 종료하거나 교착상태의 프로세스에 할당된 자원을 선점하여 프로세스나 자원을 회복하는 것