서버 클라이언트 모델(server/client model): 하나 또는 다수의 중앙 서버에 여러 사용자가 접속하여 서비스와 정보를 제공 받는 모델
피어투피어 모델(peer-to-peer model): 중앙 서버 없이 사용자들이 서로 정보를 공유하는 모델
HTTP (HyperText Transfer Protocol): 웹 서버와 사용자 클라이언트(예. 웹 브라우저) 사이에서 웹 문서를 전송하기 위한 규정
SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): 인터넷에서 이메일을 보내기 위한 규정
FTP (File Transfer Protocol): 인터넷에서 파일전송을 위한 규정
DNS (Domain Name System): 호스트의 도메인 이름을 호스트의 주소로 또는 주소를 도메인 이름으로 변환하는 시스템
캐싱(caching): 빠른 접근을 위해서 데이터(또는 웹 문서)를 일시적으로 특별한 곳(프록시 서버)에 저장하는 기술
SSL (Secure Socket Layer): 네스케이프가 만든 TCP/IP 네트웨크에서 암호화 통신을 위한 규정 (TLS 초기 모델)
TLS (Transport Layer Security): SSL 3.0 이후 표준화되면서 바뀐 이름이며, TCP/IP 네트워크에서 암호화 통신을 위한 규정

네트워크 애플리케이션에 5계층이 있다. (network application != application layer)

application

transport

network

link

physical

network application architecture

P2P architecture

서버가 없이 client 들 끼리 직접 연결 (peer) 하여 통신하는 방식

단점: 관리가 힘들다, 보안 ,신뢰성에 취약
장점: 분산구조 특징.비용효율적

자가 확장성(self-scalability)

새로운 피어가 새로운 서비스 용량과 새로운 서비스 수요를 가져옵니다. 많은 호스트가 참여할수록 서로 서로 data를 업로드가 많아 진다.

client - sever arcgutecture

sever
- always-on host : 항상 커져 있는 호스트를 sever
- client 한테서 요청을 받는다.
- 영구적으로 같은 IP address
- data centers for scaling(확장성)

하나의 sever 가 모든 client로부터 요청 응답을 다 못할수 있다. 그래서 data center 라는 가상 서버를 사용한다.

client

동적 IP address

application layer

HTTP ,[SSL(보안 TCP)],SMTP,FTP
process 간 통신

program running within a host

같은 호스트 안의 투 호스트는 inter-process communication을 사용한다

다른 호스트 에서 process들끼리 연락하면 Message를 보냄

client process : messages 보내는 쪽
server process : messages 받는 쪽
Sockets (door로 비유)

process와 computer network 사이의 (API 함수)interface(application 와 transport 계층간의 interface ) process sends/receives messages to/from its socket 통신시 상대 socket만 고려하고 밑에 계층들은 고려안 한다.

        ▪ TCP socket identified
                    by 4-tuple:
                    • source IP address
                    • source port number
                    • dest IP address
                    • dest port number <img width="" alt="image" src="https://user-images.githubusercontent.com/86946575/161185069-41c7164f-aa12-444c-be3d-9bbf2a93d317.png">

프로세스 주소배정

messages를 받는 쪽이 식별자

식별자는 두가지 정보를 포함하고 있다

IP address: 32bit unique 주소 ( 건물 주소 ):호스트 지정 HTTP

port number: 소켓 번호 , well-known포트 번호 SMTP [process 선별 용]

application layer protocol 정의:
importent!!
message type: request(요구), response(응답)
message syntax: 어떤 필드에 메시지가 있는지, 어떻게 필드를 구분
message semantice(의미): 필드 정보의 뜻
Rule : 언제,어떻게 메시지를 보내고 받는지

open protocols: 호환성 허용 (무료)
               e.g., HTTP,SMTP 
    
proprietary(폐쇠적) protocols: (유로 , 기술 공개x)
               e.g., skype 

transport layer(Network application이 이용가능한 transport service)

TCP,UDP

application이 요구하는 전송 서비스 4 분류

1. 신뢰적 데이터 전송

무손실, 무손상 기반 data integrity 보장 프로토콜이 보장된 데이터 전송 서비스를 제공한다면 이를 신뢰적 데이터 전송을 제공한다고 한다. 트랜스포트 프로토콜(즉 계층)이 서비스를 제공할 때, 송신 프로세스는 데이터를 소켓으로 보내고 그 데이터가 오류 없이 수신 프로세스에 도착할 것이라 확신을 갖는것

      손실 허용 애플리케이션(loss-tolerant application): 신뢰적 데이터 전송을 제공 안 할때 송신 프로세스가  보낸 데이터는 수신 프로세스에 전혀 도착하지 않을수 있다.이것을 말한다. (라디오)

2. throughput (처리량)

      대역폭 민감 애플리케이션 : 최소 처리율 보장,
                                대역폭 민감 애플리케이션이 특정 처리율을 요구사항을 갖고 있다.

      탄력적 애플리케이션 : 가용한 처리율을 많으면 많은대로 적으료 적은대로 이용한다.( 전자메일,파일,웹)

3. 시간 보장

낮은 지연 시간, 실시간 애플리케이션

4. 보안

암호화, 종단 인증(end-point authentication), data integrity

TCP 서비스

TCP 연결-> HTTP 요청 보내기
1. reliable transport(신뢰적 데이터 전송 서비스 ): process 간 믿음 통신을 한다.(손상이나 손실) 문서를 하나도 빠드리지 않고 손실이나 손상이나 손상이 없게 전송
2. connection-oriented : client and server 연결되어 있다.
3. flow control : 송신자가 배려를 한다.(packet이 오버플로우 될수 있으니)
4. congestion(拥塞) control : network가 트래픽이 혼잡상태에 이르면 프로세스 속도를 낮춘다.
5. 제공 안하는 것들: timing,최소 전송율,보안

Securing TCP(보안 TCP) -> ssl

최소 서비스 모델을 가진 간단한 전송 프로토콜

TCP, UDP는 암호화를 제공하지 않는다.(그래서 위협에 노출 된다.)

    SSL(secure socket layer): TCP 암호화 제공
                              DATA 무결성
                              end-point authentication(통신상대 인증)
    SSL 은 Application layer에 존재한다.
    - 애플리케이션이 SSL 서비스를 사용할때 Client process는 data를 SSL socket에 전달하고 SSL은 Data를 암호화 하여 TCP에 전달을 한다.

UDP 서비서

RTP 손실이나 손상이 있어도 문서를 보낸다. TCP에 제공하는 것을 다 제공 안한다.

Web

web page는 객체들로 구성된다. 객체(object) 는 url로 지정할수 있는 하나의 파일(html,jpeg,gif)

클라이언트:browser -> 요청
웹 서버: sever -> 응답
둘다 HTTP 프로토콜 사용

HTTP(hypertext transfer protocol)

application layer

HTTP는 웹 클라이언트가 웹 서버에게 웹 페이지를 어떻게 요청하는지 와 서버가 클라이언트로 어떻게 웹 페이지를 전송하는지 정의

비상태 프로토콜:HTTP 서버는 클라이언트에 대한 상태 정보를 유지,기억하지 않는다.그래서 칭한다.

HTTP는 TCP를 사용

client가 TCP를 사용 하여 서버에 연결(socket 번호 생성) 안전하게 하기 위해

server TCP연결을 받다.

HTTP message를 서로 교환한다.

TCP 연결 끝

비지속(No3n-persistent) 연결 HTTP

RTT(round trip time) : 패킷이 client로 부터 sever까지 가고 다시 돌아오는 데 걸리는 시간을 말한다.

첫번째 RTT는 TCP 연결 요청
두번쨰 RTT는 file 요청

비지속 연결 == 2RTT + file transmiision time (파일 전송 시간)
단점
1. 각 요청 객체에 대한 새로운 연결이 설정 작업과 TCP버퍼 할당, TCP 변수들이 클라이언트 서버 양쪽 유지
2. 2RTT per object
3. OS overhead
지속 연결 HTTP ( defalut )
서버는 응답을 보낸 후에 TCP연결을 그대로 유지 한다.
pipelining 가능
- 응답을 기다리지 않곻 여러 요청을 연속 전송 가능(싱글 connection)
HTTP/2 :다중 요청과 응답. 우선수위 부여

HTTP 메시지 포맷

  요청 line : ( GET,POST,HEAD,PUT )  "URL 필드 "  "HTTP 버전"
  헤더 line :( 헤더 필드 이름)  //호스트 명시
    
  상세:95page

  \CR\IF 만 있으면  헤더 필드 끝났고 바디로 진입 

    status line: "protocol", "atatus code",  "status pharse"

    200  -OK
      • request succeeded, requested object later in this msg
    301 -Moved Permanently
      • requested object moved, new location specified later in this msg
      (Location:)
    400 -Bad Request
       • request msg not understood by server
    404 -Not Found (항상 나오자나)
       • requested document not found on this server
    505 - HTTP Version Not Supported


    Telnet: 피시를 터미널로 열어서 테스트

쿠키 (cooki)

지금 web의 client 가 어떤 상태의 고객인지 사용자 식별

개인 정보침해소지 ,논란 보안 취약

web cache ( proxy server )

목표: 원본 서버를 포함하지 않고 클라이언트 요청을 충족

웹 캐시는 client 이자 server 이다. 웹 캐시는 자체의 저장 디스크를 갖고 있어 최근에 호출된 사본을 저장 및 보존

보통 0.4% 캐시 0.6 origin server

    사용이유:1. 웹 캐시는 클라이언트의 요구에 대한 응답시간을 줄인다.(특히 클라이언트와 원본 서버가 명목 대역폭이 차이가 있을때 )
             2. 웹 캐시는 링크상의 웹 트래픽을 대폭으로 줄일수 있다. ![image](https://user-images.githubusercontent.com/86946575/159429806-a0227b3f-8e95-452a-b4c3-5d97760683a7.png)



  LAN 트래픽 강도: (15요청/초) *(1Mbit)/(100Mbps)=0.15
  access link 트래픽 강도: (15요청/초) *(1Mbit)/(15Mbps)=1 
  end-to delay= internet + lan + accesslink( 분 )
                  2    + 0.15 + 1 분  = 1분 2.15초   ![image](https://user-images.githubusercontent.com/86946575/159434779-1a96b09f-b3c0-4eaa-bfc2-ff031a371400.png)

  로컬 캐시: 0.6 *(2.01) + 0.4*(~10msecs)=~ 1.2 secs

조건부 get

proxy server data 최신인지 목표는 최신 data만 전송

      최신이 아니면 : 304 전송  not modified
      최신 data 라면: data 전송 하고  200 ![image](https://user-images.githubusercontent.com/86946575/160795862-fbd3656e-8356-460a-8064-9cc0e80209d1.png)

전자메일 :electronic mail (application layer )

구성 요소 세가지:
- user agents : 사용자
- mail server : 메일간 통신하는 서버
  - mail box:외부에서 받은 메일을 저정한다 ,접속하면 전달
  - message queue: 메시지를 외부로 보낼 것을 저장 ,후에 전송
  - smtp protocol
- SMTP : 메일 통신 Protocol

SMTP

메일 서버로부터 다른 메일 서버로 파일 전송 TCP 사용 ,Port 25 (HTTP 80) ASCII 7bit ,1bit는 미리 에러 검증

전송 단계 ：

handshaking(greeting) : TCP가 DATA를 상대의 reliably 하게 하기위해 (연결)

Transfer of messages

closure command:ASCII text reponse: status cpde amd phrase

        SMTP 와 HTTP 차이점:
            1.HTTP는 풀(pull) 프로토콜
              SMTP는 푸시(push) 프로토콜  ：push이기 때문에 agent -> server -> serber   (!=-> agent)  안되기 때문에 마지막만 다른 protocol(HTTP,IMAP,POP3) 사용한다.
            
            2. SMTP는  7비트 ASCII
               http는 제한 이 없다

            3. HTTP는 자신의 응답 메시지 각 객체를 캡슐화 한다.
               SMTP는  모든 메시지의 객체를 한 메시지로 만든다.  
        
        같은점 :둘다 지속 연결 전송시

RFC 5322:Standard for text message format:
- TO
- From
- subject

메일 접속 프로토콜(user agent가 메일을 읽어올때 사용)

POP3

3단계 과정

Authorization(인가)：사용자 인증하기 위해 이름과 비밀번호를 보낸다

트랜잭션 : 메시지를 가져오고 메일 통계를 얻을 수 있다.

갱신 :클라이언트가 pop3 세션을 끝내는 quit 명령이 내려진 후에 일어난다.

문제점 : 데이터 저장을 안한다, 유저 statless;

IMAP

데이터를 저장 메시지를 폴더화 Keep user state

HTTP

DNS

전화 번호 부 같은 느낌

IP address : 32bit

applecation- layer

분산 DB

인터넷 기능 제공

DNS 특징 기능

hostname to IP address : 주소찾아주기
host aliasing :별칭 기능 (즉 정식호스트 네임 [canonical hostname] 길고 복잡한 ) :정식 호스트를 가르치는 별명 병칭
mail server aliasing : 기억하기 쉬운 mail server 별칭 이름 사용
load distrubution: 중복 웹서버 들은 여러 ip 주소,ip 주소 집합중에 순환식으로 제공 (부하 분산)

DNS 왜 집중 관리

Single point of failure
traffic volume
distant centralized database
maintain
```
   확장성이 전혀 없다. 
```

분산 계층 데이터베이스

root DNS Server
- 13개 기관에서 관리 (세계)
TLD(top level dns)
- 일반: .com.org etc.
- 국가: .kr.uk etc.
authoritative DNS Server(책임 )
- 기관 책임 DNS 서버
- 보조 책임 DNS 서버(백업)
Local DNS name server
- proxy server 역할
- 최근에 방문했던적이 있으면 기록
- DNS 캐싱
  
  반복적 질의 O 재귀적 질의 x (서버에 부담이 크다)

DNS resource record (RR)

DNS 서버들은 호스트 네임을 ip 주소로 매핑하기 위한 자원레코드(RR)을 저장한다. TTL은 생존기간

9c898c0afde185bf963b1a14e8d44fc

DNS 메시지 포맷

373f3f15ff95b4d73a885b573da3c78

DNS 보안 취약점

DDOS :
- Botnet으로 대량의 ICMP Ping message를 전송
dns spoofing:
- man-in-the-middle attack
- 가까 응답을 리턴
반사증폭
- 가짜 질의 메시지를 전송
- 위장된 출발지 주소에 다량의 응답메시지

P2P

특징들:

no always-on server

임의의 end system끼리 직접 연결

intermittently 연결,ip 주소 변경

  client-server:
                server transmission: F/us (1개의 copy를 전송)
                                    NF/us (N개의 copy를 전송)
                client download rate= d min
                client download time= F/d min
                
              (client-server)  Dc-s >=max{NF/us,F/d min}

           P2P :
                server transmission: F/us (1개의 copy를 전송)
                client download time= F/d min
                clients들이 통합  download bit: us+ 합ui
                Dp2p >=max{NF/us,F/d min , NF/(us+합ui)}

bittorrent(비트 토렌토)

파일 분대를 위한 프로토콜 파일 256kb로 짜른다 ==> 이것을 chunk라 칭

torrent: group of peers

tracker: 트랙커는 토렌트에 참여하는 피어들을 추적

    bittorrent 문제: Free-rider 문제: download만 하고 upload 안하는
                    이걸 해결하는 방법: "tit-for-tat": TFT
                                      5개의 Peer만 활성화
                                      - 그중 4개랑은 자주 통신(TOP 4)
                                      - 마지막 하나는 30초마다 랜덤으로 연결해서 잘해주기

video streaming and CDNs

이질성 문제
해결방안 : 서버분산, application-level 기초구조

DASH

모든 클라이언트들이 가용 대역폭의 차이에 불구하고 똑같이 인코딩된 비디오를 전송

서로 다른 cilent의 접속 대역폭 차이 뿐만 아니라

혼잡, 이동 등 시간에 따른 가용 대역폭 변화 에서도 발생 DASH에서 비디오는 여러 개의 서로 다은 버전으로 인코딩, 각각 버전은 서로 다른 비트율과 품질

chunk 단위로 비디오 요청

client에게 맞는 화질 전송

기존 http streaming문제점: 여러 client의 가용 대역폭의 차이가 있음에도 불구 동일한 인코딩 비트율로 비디오 전송

Streaming video=encoding + dash + playout buffering

CDN 나온이유

어떻게 수천수만명한테 동시 스트림?
- 큰 하나의 mega-server 구축 (문제점 3개)
  - 1. long path
  - 1. 대역폭 낭비
  - 1. single point of failure
- CDN(분산 방식)
  - 지연시간 및 처리율 향상

CDN 두가지 방식

Enter deep

서버 클러스트를 접속 네트워크에 구축함으로서 ISP의 접속 네트워크로 들어가는 것

network application architecture

P2P architecture

자가 확장성(self-scalability)

client - sever arcgutecture

sever

client

동적 IP address

application layer

process 간 통신

같은 호스트 안의 투 호스트는 inter-process communication을 사용한다

다른 호스트 에서 process들끼리 연락하면 Message를 보냄

Sockets (door로 비유)

프로세스 주소배정

transport layer(Network application이 이용가능한 transport service)

application이 요구하는 전송 서비스 4 분류

1. 신뢰적 데이터 전송

2. throughput (처리량)

3. 시간 보장

4. 보안

TCP 서비스

Securing TCP(보안 TCP) -> ssl

UDP 서비서

Web

HTTP(hypertext transfer protocol)

비지속(No3n-persistent) 연결 HTTP

지속 연결 HTTP ( defalut )

HTTP 메시지 포맷

쿠키 (cooki)

web cache ( proxy server )

조건부 get

전자메일 :electronic mail (application layer )

SMTP

메일 접속 프로토콜(user agent가 메일을 읽어올때 사용)

POP3

IMAP

HTTP

DNS

DNS 특징 기능

DNS 왜 집중 관리

분산 계층 데이터베이스

DNS resource record (RR)

DNS 메시지 포맷

DNS 보안 취약점

P2P

bittorrent(비트 토렌토)

video streaming and CDNs

DASH

CDN 나온이유

CDN 두가지 방식

Enter deep