시스템 프로그래밍 - IP 및 포트

1. TCP/IP

1) TCP/IP

• Transmission Control Protocol / Internet Protocol
• 인터넷의 표준 프로토콜
• 5계층(4계층)으로 구성

(1) TCP/IP 5계층

(1-1) 응용 계층 (application layer)

• 사용자에게 서비스를 제공하는 계층

(1-2) 전송 계층 (transport layer)

• 패킷 전송 담당 계층
• TCP : Transmission control Protocol
• UDP : User Datagram Protocol

(1-3) 네트워크 계층 (network layer)

• 인터넷 계층이라고도 함, 패킷 전달되는 경로 담당
• IP : Internet Protocol
• ICMP : Internet Control Message Protocol, IP 진단이나 제어 및 오류 응답
• IGMP : Internet Group Management Protocol, 호스트 컴퓨터와 주위 라우터 관리용 포르트콜
• ARP : Address Resolution Protocol, IP주소를 물리적 네트워크 주소(MAC Address)로 변환
• RARP : Reverse Address Resolution Protocol. 물리적 네트워크 주소를 IP주소로 변환

(1-4) 네크워크 접속 / 하드웨어 계층

• 이더넷 카드/ 카드

(2) TCP와 UDP의 차이

(2-1) TCP

• 연결 지향형
• 신뢰성 보장
• 흐름제어 기능 보장
• 순서 보장

(2-2) UDP

• 비연결형
• 신뢰성을 보장하지 않음
• 흐름 제어 기능 없음
• 순서를 보장하지 않음

(3) port number

• 전송되어오는 데이터를 어떤 프로세스가 수신해 서비스를 제공할 지 미리 알려주는 번호
• 2byte : 1 ~ 65535
• 일반 프로그램 : 1024 ~ 65535 포트 번호 사용

(4) well-known port

• 인터넷 서비스는 0 ~ 1023번 사용
• 이미 정해지고 알려진 번호를 well-known port라고함

  서비스 명     |      포트 번호
  ftp                   21
  telnet                23
  SMTP                  25
  DNS                   53
  HTTP                  80
  POP3                  110

2. IP Address

1) IP주소와 호스트명

(1) IP 주소

• 인터넷을 이용할 때 사용하는 주소로 점(.)으로 구분된 32비트 숫자
• A,B,C,D,E 클래스 중 A,B,C 클래스만 사용중

(2) 호스트명

• 시스템에 부여된 이름
• 호스트명(도메인명)과 IP주소를 관리하는 서비스

(3) IPv4주소 및 IPv6주소 비교

(3-1) IPv4

• 32비트
• 8비트씩 4부분으로 10진수로 표시
• 약 43억개의 주소 개수
• 주소할당 : A,B,C 클래스 단위의 비순차적 할당
• 품질제어 : 지원 수단 없음
• 보안기능 : IPsec 프로토콜 별도 설치
• 플러그 앤드 플레이 : 지원수단 없음
• 모바일 IP : 상당히 곤란
• 웹개스팅 : 곤란

(3-2) IPv6

• 128비트
• 16비트씩 8부분으로 16진수로 표시
• 약 43억 X 43억 X 43억 X 43억개의 주소 개수
• 주소할당 : 네트워크 규모 및 단말기 수에 따른 순차적 할당
• 품질제어 : 등급별, 서비스별로 패킷을 구분할 수 있어 품질 보장이 용이
• 보안기능 : 확장기능에서 기본으로 제공
• 플러그 앤드 플레이 : 지원 수단 있음
• 모바일 IP : 용이
• 웹개스팅 : 용이

2) 호스트명과 IP주소 변환

(1) 호스트명과 IP주소 변환

• /etc/hosts 파일 또는 DNS, NIS 등
• /etc/nsswitch.conf파일에 주소변환을 누가 할것인지 지정

(2) 호스트명과 주소 읽어오기

  #include <netdb.h>

  struct hostent *gethostent(void);
  int sethostent(int stayopne);
  int endhostent(void);

• stayopne : IP주소 DB를 열어둘지 여부를 나타내는 값

(3) IP주소와 호스트명

(3-1) gethostent

• 호스트명과 IP주소를 읽어 hostent 구조체에 저장

(3-2) sethostent

• 데이터베이스의 읽기 위치를 시작위치로 재설정

(3-3) endhostent

• 데이터베이스를 닫음

(4) 호스트명으로 정보 검색 : gethostbyname(3)

  #include <netdb.h>

  struct hostent *gethostbyname(const char *name)

• name : 검색하려는 호스트명

(5) IP주소로 정보 검색 : gethostbyaddr(3)

  #include <netdb.h>

  struct hostent *gethostbyaddr(const char *addr, int len, int type);

• addr : 검색하려는 IP주소
• len : addr길이
• type : IP주소 형식

3) 포트 정보 읽어오기

(1) getservent

• 포트 정보를 읽어 servent 구조체로 리턴

(2) serservent

• 읽기 위치를 시작으로 재설정

(3) endservent

• 데이터베이스 닫기

  #include <netdb.h>

  struct servent *getservnet(void);
  int setservent(int seayopen);
  int endservent(void);

• stayopen : 포트 정보 데이터베이스를 열어둘지 여부를 나타내는 값

4) 서비스명으로 정보 검색

(1) getservbyname(3)

• 포트명을 인자로 받아 데이터베이스에서 해당 항목을 검색해 servent 구조체에 저장하고 그 주소를 리턴

  #include <netdb.h>

  struct servnet *getservbyname(const char *name, const chat *proto);

• name : 검색할 포트명
• proto : tcp 또는 udp 또는 Null

(2) 포트 번호로 정보 검색 : getservbyport(3)

• 포트명을 인자로 받아 데이터베이스에서 해당 항목을 검색해 servent 구조체에 저장하고 그 주소를 리턴

  #include <netdb.h>

  struct servent *getservbyport(int port, const char *proto);

• proto : tcp 또는 udp 또는 null