[정보처리산업기사 | 필기] 2. 응용 SW 기초 기술 활용

1-1. 네트워크 프로토콜 활용

1. 네트워크 계층 구조

1. OSI 7계층(Open System Interconnection 7 Layer)

1. OSI 7계층: ISO(국제표준기구)에서 정리한 네트워크 구조에 대한 기본 모델 / 복잡한 구성을 유사한 기능별로 계층화하여 처리되는 정보들을 캡슐화하여 구성하고 각 계층에 사용되는 통신 규격을 프로토콜로 표준화한다.

1. OSI 7 계층 구성

2. TCP/IP 프로토콜 스택

2. 인캡슐레이션과 디캡슐레이션

1. 인캡슐레이션과 디캡슐레이션의 개념

1. 인캡슐레이션: Application에서 발생한 데이터를 하위 계층으로 이동시키면서 각 계층에서 처리한 결과를 캡슐화하는 과정
2. 디캡슐레이션: 수신지의 하위 계층에서 인식한 데이터를 상위 계층으로 이동시키면서 각 네트워크 계층에서 처리 가능한 형태로 디캡슐화하는 과정

2. 인캡슐레이션과 디캡슐레이션 처리 방법

1. 송신지에서의 인캡슐레이션 처리 과정
   1. Transport 계층: 상위 application에서 생성한 메세지를 body에 추가하고 header에 전송 순번, 출발지와 도착지의 port 정보를 추가해 segment를 생성한다.
   2. Network 계층: 상위 transport에서 생성한 segment를 body에 추가하고 header에 출발지와 도착지의 IP 정보를 추가해 packet을 생성한다.
   3. Data Link 계층: 상위 network에서 생성한 packet을 body에 추가하고 header에 출발지와 도착지의 MAC 정보를 추가한다. 더불어, 수신지에서 수신된 데이터가 정상인지 판단할 수 있도록 FCS(Frame Check Sequence)를 마지막에 추가해 frame을 생성한다.
   4. Physical 계층: 상위 data link에서 생성한 frame을 물리적인 전기 신호로 부호화하여 수신지에 전송한다.
2. 수신지에서의 디캡슐레이션 처리 과정
   1. Physical 계층: 전기 신호를 비트로 복호화하고 network에 전달한다.
   2. Data Link 계층: header 정보를 체크해 목적지의 mac 주소와 자신의 mac 주소와 동일하면 ether type에 정의되어있는 network 계층의 프로토콜 헤더를 제거한 packet을 전달한다.
   3. Network 계층: header 정보를 체크해 목적지의 ip 조소와 자신의 ip 주소가 동일하면 protocol number에 정의되어있는 tansport 계층의 프로토콜 헤더를 제외한 segment를 전달한다.
   4. Transport 계층: header 정보를 체크해 도착한 segment들을 재조립하여 message를 생성하고 port number에 정의된 application의 프로토콜 헤더를 제외한 message를 전달한다.

3. 네트워크 계층별 헤더 정보

4. 라우팅 유형

1. 정적 라우팅(static routing): 네트워크 관리자가 직접 라우팅 테이블에 라우팅 경로를 관리하는 방법
2. 동적 라우팅(dynamic routing): 라우터 간에 정보를 교환하면서 라우팅 경로를 관리하는 방법
   1. 거리 백터 라우팅 알고리즘(distance vector routing algorithm): 인접 라우터와 라우팅 테이블 정보를 교환해 패킷 전송을 위해 거쳐야하는 라우터의 개수로 거리를 산정하는 방법
      1. RIP(Routing Information Protocol): 라우팅 테이블에 동일 네트워크에 포함된 각 라우터에 도달하기 위해 거쳐야하는 라우터들의 최대 수와 각 라우터에 도달하기 위해 이동해야하는 다음 라우터 정보를 관리한다. 정기적으로 라우팅 테이블 정보를 인접 라우터와 교환하여 자신의 라우팅 테이블을 갱신한다.
   2. 링크 상태 라우팅 알고리즘(Link State Routing Algorithm): 연결된 모든 라우터로부터 연결 상태 정보를 수신하여 각 라우터까지 최단 경로를 라우팅 테이블로 만드는 방법
      1. OSPF(Open Shrotest Path First): 라우터의 연결 상태가 변경된 경우, 네트워크에 포함된 모든 라우터에 자신의 변경 정보를 전달하고 정보를 수신한 라우터들이 각 라우터에 접근하기위한 최적의 네트워크 경로를 갱신하는 방법

2-1. 미들웨어 파악

1. 미들웨어(Middleware)

1. 미들웨어 개념

하나의 시스템에서 응용소프트웨어가 동시에 수행되거나 복수 시스템의 응용소프트웨어가 연계되어 수행되는 경우에도 안정적으로 실행될 수 있도록 운영체제와 응용소프트웨어 사이에서 다양한 기능을 지원하는 소프트웨어

2. 미들웨어 주요 기능

1. 분산 시스템 SW: 분산 구축된 컴퓨터에서 사용자가 하나의 시스템처럼 사용할 수 있도록 구성된 소프트웨어
2. IT 자원 관리: IT 자원에 대한 관리 정책을 지속적으로 모니터링하고 성능, 가용성을 관리하는 소프트웨어
3. 서비스 플랫폼: 다른 서비스들을 통합 환경에서 사용할 수 있도록 해주는 구성 기술
4. 네트워크 보안

3. 미들웨어 주요 기능별 분류 체계

1. 분산 시스템 SW
   1. 웹 애플리케이션 서버(Web Application Server): 웹에서 전달된 request를 처리하기위해 트렌잭션 관리, 세션 유지, 부하 분산 등의 역할을 담당하는 소프트웨어
   2. 연계 통합 솔루션: 시스템 간 표준화된 데이터 송수신 처리를 통해 통합 환경 구성 지원(EAI, ESB)
   3. 실시간 데이터 처리: 지속적으로 발생하는 데이터를 분석하고 반응하는 시스템(CEP)
   4. 분산 병렬 처리: 대규모 데이터를 실시간 처리, 분석하는 시스템(DDS)
   5. TP 모니터(Transaction Processing Monitor)
2. IT 자원 관리
   1. 시스템 관리
   2. SW 실행 관리
   3. 네트워크 관리
   4. IT 서비스 운영 관리
3. 서비스 플랫폼
   1. IoT 플랫폼
   2. 클라우드 서비스 플랫폼
   3. UI/UX 프레임워크
   4. CDN
4. 네트워크 보안
   1. 네트워크 접근 제어
   2. 보안 통신
   3. 침입 방지/사고 대응
   4. 보안 관리

2-2. 미들웨어 운용

1. 전자정부 표준프레임워크

1. 전자정부 표준프레임워크의 개념

정부, 지자체, 공공기관 등에서 java 기반 웹/모바일 시스템 구축 시 활용되는 개발 프레임워크

2. 전자정부 표준프레임워크의 구성

1. 실행환경: 화면, 서버 프로그램, 데이터 개발, 배치 프로그램 개발 표준 지원
2. 개발환경: 데이터 처리, 테스트 자동화 등 오픈소스 SW 지원
3. 운영환경: 시스템 설정, 모니터링, 배치 실행 및 스케줄링 지원
4. 관리환경: 시스템 배포 및 운영 관리 지원
5. 공통컴포넌트: 사용자 관리, 인증, 게시판 등 재사용 가능한 컴포넌트 제공

2. Scouter

1. Scouter 개념

애플리케이션 성능 관리(APM: Application Performance Management) 도구로 분산 환경에서 시스템을 운영 및 관리하도록 지원하는 미들웨어

2. Scouter 구성

1. Agent: WAS, Dabatase 등 모니터링 대상 시스템들에 설치하여 성능 측정 및 결과를 Server로 전송
2. Server: 각 Agent에서 측정된 결과 수집 및 저장
3. Client: 서버 요청 및 응답 현황, 응답 평균속도, CPU 사용량, JVM 메모리 사용량, GC 시간 등 Server에 수집된 정보 확인

3-1. 데이터베이스 특징 식별

1. 데이터베이스(Database)

1. 데이터의 개념

관찰이나 측정으로 수집한 사실을 수치 또는 문자 형태로 표현한 최소 단위의 값

2. 데이터베이스의 개념

1. 실시간 접근성: 실시간으로 처리되고 결과를 반환해야 함
2. 계속적 변화: 입력, 수정, 삭제에 의해 지속적으로 변화함
3. 동시 공용: 응용 SW 및 사용자에 의해 동시 공용 가능
4. 내용에 의한 참조: 데이터의 주소가 아닌 저장된 값에 의해 처리됨

3. 데이터베이스 관리 시스템(DBMS: Database management System)의 개념

1. 동시성 제어: 다수 트랜잭션의 동시 처리로부터 데이터 무결성 확보를 위한 제어 수행
2. 회복 관리: 시스템 오류 및 장애로 인한 데이터 손실 및 결함 대응
3. 성능 관리: 데이터 처리 속도 확보
4. 보안 관리: 비인가 사용자의 접근 제어 및 중요 정보 암호화

4. 데이터베이스 종류

2. 트랜잭션(Transaction)

1. 트랜잭션의 개념

데이터베이스의 상태를 변화시키기 위한 최소 작업 단위로 한번에 처리되어야 하는 SQL의 묶음

2. 트랜잭션의 특징

1. Atomicity(원자성): DB에 트랜잭션은 모두 반영되거나 전혀 반영되지 않아야 함
2. Consistency(일관성): 트랜잭션 시작 시점에 참조한 데이터는 종료까지 일관성을 유지해야 함
3. Isolation(고립성): 동시에 다수 트랜잭션이 처리되는 경우 서로의 연산에 개입하면 안됨
4. Durability(지속성): 트랜잭션이 성공적으로 완료되면 처리 결과는 영속적으로 반영되어야 함

3. 트랜잭션의 고립화 수준

1. Read Uncommitted: Commit 되지 않은 데이터의 Read 허용
2. Read Committed: 질의 시작 전, Commit된 데이터의 Read만 허용
3. Repeatable Read: 트랜잭션 시작 전, Commit된 데이터의 Read만 허용
4. Serializable: 병행 처리되지 않고 순차적으로 처리되는 것과 동일함

3-2. 관계형 데이터베이스 테이블 정의

1. 데이터 모델링

1. 데이터 모델링의 개념

데이터 집합 간의 관계를 정해진 표기법으로 시각화하는 과정

2. 데이터 모델링 프로세스

2. ER 데이터 모델

1. ER 데이터 모델의 개념

현실의 구성요소들을 유형화, 집단화, 일반화 과정을 통해 추상화하여 개체(Entity)와 관계(Relationship)로 구조화한 데이터 모델

2. ER 데이터 모델의 구성요소

1. 개체(Entity): 독립적인 실체로 인스턴스(값)의 집합, 식별 가능해야하며 반드시 하나 이상의 속성과 하나 이상의 관계로 구성되어야 함
2. 속성(Attribute): 개체를 구성하는 특성
3. 관계(Relationship): 개체 간 상호 연관성을 표현하는 페어링의 집합

3. ER 데이터 모델 표기법

1. ER 데이터 모델 표기법 유형
   1. Chen 표기법
   2. 정보공학(IE) 표기법
   3. 바커(Baker) 표기법
2. ER 데이터 모델 표기법

3. 관계형 데이터베이스 테이블

 

3-3. 관계형 데이터베이스 테이블 조작은 ‘SQL 활용’에서 다루기 때문에 생략한다.