[정보처리기사] 응용 SW 기초 기술 활용

운영체제 핵심 기능

 

메모리 관리 기법

구분	설명
반입 기법	메모리 적재 시기 결정
배치 기법	메모리 적재 위치 결정
할당 기법	메모리 적재 방법 결정
교체 기법	메모리 교체 대상 결정

 

메모리 배치 기법 유형

구분	설명
최초 적합 (First-fit)	가용 공간중 첫번째 할당
최적 적합 (Best-fit)	가장 크기가 비슷한 공간에 할당
최악 적합 (Worst-fit)	가장 큰 공간에 할당

 

메모리 교체 기법 유형

구분	설명
FIFO	선입 선출
LRU	가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지 교체
LFU	참조(사용) 횟수가 가장 적은 페이지 교체
OPT	앞으로 가장 오랫동안 사용하지 않을 페이지 교체
NUR	LRU와 비슷한 알고리즘, 최근 사용 여부를 확인하기 위해 페이지 마다 참조 비트와 변형 비트 사용
SCR	FIFO 단점 보완, 가장 오랫동안 사용되지 않은 페이지 중 자주 사용되는 페이지 교체 방지

 

프로세스 상태 전이

구분	설명
Dispatch	준비상태 → 실행상태 실행될 프로세스 선정하여 CPU 할당, 문맥 교환 발생
Timer run out	실행상태 → 준비상태 CPU 할당된 시간이 초과되면 CPU 반납후 다시 준비상태로 전이
Block	실행상태 → 대기상태 실행 상태에 있는 프로세스가 지정된 할당 시간을 초과하기 전, 입출력이 발생하면 CPU를 스스로 반납하고 완료될때 까지 대기
Wake-up	대기상태 → 준비상태 입출력이 종료되면 대기 상태의 프로세스에게 종료사실을 알려주고 준비상태로 전이

 

프로세스 스케줄링 유형

구분		설명
선점형 스케줄링 (Preemptive)	우선순위가 높은 프로세스가 CPU 점유
	SRT	짧은 시간 소요되는 프로세스 먼저 수행
	MLQ	여러개의 큐를 이용해 각각 독립적인 스케줄링 가짐
	MLSQ	여러개의 큐에 프로세스 특성에 따라 서로 다른 할당량을 부여
	Round Robin	시간 할당량을 정해놓고 시간내 처리 되지 못할 경우 대기 큐 가장 뒤로 보냄
비선점형 스케줄링 (Non Preemptive)	CPU 할당받으면 반환 시 까지 다른프로세스 점유 불가
	우선순위 (Priority)	우선순위에 따라 CPU 할당
	기한부 (Deadline)	정해진 시간내 프로세스가 완료되도록 계획
	FCFS	대기 큐에 도착한 순서에 따라 할당
	SJF	수행시간이 가장 짧은 프로세스에 할당
	HRN	응답률이 가장 높은것 할당

 

교착상태 발생 조건

• 상호 배제 (Mutual Exclusive)
• 점유와 대기 (Block & Wait)
• 비선점 (Non Preemption)
• 환형 대기 (Circular Wait)

 

교착상태 해결 방법

• 예방 (Prevention)
• 회피 (Avoidance)
• 발견 (Decection)
• 복구 (Recovery)

 

가상화 (Virtualization)

 

가상화 

물리적인 리소스를 하나로 보이게 하거나, 하나의 물리적인 리소스를 여러 개 처럼 보이게 하는 기술

 

가상화 기술 요소

• 플랫폼 가상화 : 하드웨어 플랫폼 위에서 실행되는 호스트 프로그램이 게스트 프로그램을 만들어 독립된 한경을 구축한 것 처럼 보여주는 기술
• 리소스 가상화 : 소프트웨어가 독립된 하드웨어에서 실행된 것 처럼 보여주는 기술
• 컴퓨팅 가상화 : 컴퓨터 리소스를 가상화하여 논리적 단위로 활용 ex. 하이퍼 바이저
• 스토리지 가상화 : 스토리지와 서버 사이에 계층을 추가해 논리적 단위로 활용 ex.분산파일 시스템
• I/O 가상화 : I/O와 서버 사이에 계층을 추가해 자원을 효율적으로 활용 ex.VNIC
• 컨테이너 : 컨테이너화된 애플리케이션들이 단일 운영체제상에서 실행되도록 하는 기술 ex. docker
• 분산처리 기술 : 여러대의 컴퓨터의 계산 능력을 이용해 데이터를 처리하는 기술
• 네트워크 가상화 기술 : 물리적으로 떨어진 장비들을 연결하는 기술 ex. SDN, NFV

 

Cloud Computing

인터넷 서버를 통해 IT 관련 서비스를 한 번에 사용할 수 있는 컴퓨팅 환경

 

클라우딩 컴퓨팅 분류

구분	설명
사설 클라우드	기업 내부 구축, 보안성 높음
공용 클라우드	제공 업체의 서비스 이용, 확장성
하이브리드 클라우드	사설 클라우드 + 공용 클라우드

 

클라우드 서비스 유형

구분	설명
인프라형 서비스 (IaaS)	서버, 스토리지 같은 시스템 자원을 클라우드로 제공하는 서비스
플랫폼형 서비스 (PaaS)	애플리케이션을 개발, 실행, 관리 할 수 있게 하는 플랫폼을 제공하는 서비스
소프트웨어형 서비스 (Saas)	클라이언트를 통해 접속하여 소프트웨어를 서비스 형태로 이용하는 서비스

 

OSI 7계층

 

계층	설명	장비	프로토콜	전송단위
Application	사용자와 네트워크 간 응용서비스 연결		HTTP FTP SMTP Telnet POP3/IMAP	데이터
Presentation	통신에 알맞은 형태로 만듦, 사용자가 이해할 수 있는 형태로 만듦. 부호교환, 암복호화		JPEG MPEG
Session	프로세스들의 논리적인 연결, 응용 프로그램 간의 대화를 유지하기 위한 구조 제공		PRC NetBIOS SSH SSL/TLS
Transport	종단 간의 사용자들에게 신뢰성 있는 데이터 전달, 송수신 프로세스 간의 연결		TCP UDP	세그먼트
Network	다양한 길이의 패킷 전송, 단말기 간 데이터 전송을 위한 최적화된 경로 제공	라우터 게이트웨이 스위치 백본	IP ARP RAPR ICMP IGMP 라우팅 프로토콜	패킷
Data Link	링크의 설정과 유지 및 종료 담당, 노드 간의 오류 제어, 회신 제어, 흐름제어	브릿지 L2스위치 NIC 스위칭 허브	HDLC PPP Frame Relay ATM	프레임
Physical	0과 1 비트정보를 회선에 보내기 위한 전기적 신호 변환	허브 리피터	RS-232C	비트

 

1. Physical Layer

• 허브 : 여러 대의 컴퓨터를 연결해 네트워크로 보내거나, 여러대의 컴퓨터로 송신하기 위한 장비
• 리피터 : 디지털 신호를 증폭시키는 장비

 

2. Data Link Layer

• 브릿지 : 두 개의 근거리 통신망(LAN)을 서로 연결해 주는 통신망 연결 장치
• L2 스위치 : 느린 전송속도의 브리지, 허브의 단점 개선, MAC 주소 기반으로 빠르게 전송
• NIC : 외부의 네트워크와 빠른 통신을 위해 컴퓨터 내 설치되는 장비
• HDLC(High-Level Data Link Control) : 점대점 방식이나 다중방식의 통신에 사용
• PPP(Point-to-Point Protocol) : 두 통신 노드 간의 직접적인 연결
• Frame Relay : 프로토콜 처리를 간략화해 데이터 처리속도의 향상 및 전송지연을 감소시킨 고속 데이터 전송 기술
• ATM : 53바이트 셀 단위로 전달, 비동기식 전송 기술

 

3. Network Layer

• 라우터 : 최적의 경로 지정. 경로에따라 전송
• 게이트웨이 : 프로토콜을 서로 다른 통신망에 접속할 수 있게 해줌
• IP(Internet Protocol) : 송수신 간의 패킷 단위로 데이터 교환, 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용
• ARP(Address Resolution Protocol) : IP네트워크상에서 IP주소를 MAC주소(물리 주소)로 변환
• RAPR(Reverse Address Resolution Protocol)  : 호스트가 자신의 MAC주소는 알지만 IP주소를 모르는 경우, 서버로부터 IP주소를 요청하기 위해 사용
• ICMP(Internet Control Message Protocol) : IP패킷을 처리할 때 발생되는 문제를 알려주는 메시지 형식 프로토콜
• IGMP(Internet Group Management Protocol) : 인터넷 그룹 관리, 호스트 컴퓨터와 인접 라우터가 멀티캐스트 그룹 멤버십을 구성하는 데 사용
• 라우팅 프로토콜 : 데이터 전송을 위해 목적지까지 갈 수 있는 최적의 경로를 설정해주는 라우터 간의 상호 통신 프로토콜

 

3-1. 라우팅 프로토콜 종류

구분	설명
RIP (Routing Information Protocol)	동적&내부 라우팅 프로토콜 벨만-포드 알고리즘 사용 (거리-벡터 알고리즘 기초) 최대 홉수 15로 제한 UDP 포트 520사용 30초 마다 정보 공유
OSPF (Open Shortest Path First)	동적&내부 라우팅 프로토콜 다 익스트라 알고리즘 사용 (링크상태 알고리즘 기초) 홉카운트 무제한 RIP 단점 개선 AS 분할
BGP (Border Gateway Protocol)	동적&외부 라우팅 프로토콜 경로-벡터 알고리즘 사용 AS간 경로 정보 교환 ISP 사업자간 주로 사용

 

3-2. 라우팅 알고리즘

구분	설명
거리벡터 알고리즘	인접 라우터와 정보를 교환하여 경로 도출
링크상태 알고리즘	링크 상태 정보를 모든 라우터에게 전달해 경로 도출

 

3-3. IPv4

32Bit (=4Byte)의 주소 체계를 갖는 인터넷 프로토콜

 

3-4. IPv4 전송방식

구분	설명
유니캐스트	식별된 고유 주소의 목적지에 1:1로 데이터를 전송하는 프로토콜
멀티캐스트	같은 데이터를 여러 명의 그룹 수신자들에게 동시에 전송하는 프로토콜
브로드캐스트	같은 서브 네트워크의 모든 수신자에게 데이터를 전송하는 프로토콜

 

3-5. IPv6

128 Bit (=16Byte) 주소 체계를 갖는 인터넷 프로토콜

 

3-6. IPv6 전송방식

구분	설명
유니캐스트	식별된 고유 주소의 목적지에 1:1로 데이터를 전송하는 프로토콜
멀티캐스트	같은 데이터를 여러 명의 그룹 수신자들에게 동시에 전송하는 프로토콜
애니캐스트	잠재적인 수신자 그룹 안에서 가장 가까운 노드에게 연결해 전송하는 프로토콜

 

3-7. IPv6 특징 (확인실패 플플이단헤)

• IP 주소 확장
• 인증 및 보안 기능
• 실시간 패킷 추적 가능
• Plug & Play 지원
• 이식성
• 단순 헤더

 

3-8. IPv4 → IPv6 전환방법

구분	설명
듀얼 스택	IP 계층에 IPv4, IPv6 프로토콜을 모두 탑재하여 전송 상대에 따라 선택
터널링	인접한 IPv4 망에 터널을 만들고 캡슐화하여 전송
주소변환

 

4. Transport Layer

• TCP(Transmission Control Protocol) : 신뢰성 보장, 연결 지향적 특징, 흐름 제어, 혼잡 제어
• UDP(User Datagram Protocol) : 비신뢰성, 비연결성, 순서화되지 않은 데이터그램 서비스 제공, 단순 헤더, 실시간 응용 및 멀티캐스팅 가능

 

4-1. TCP 특징

구분	설명
신뢰성 보장	패킷 손실, 중복 없도록 보장
연결 지향적	연결 회선을 통해 통신 이뤄짐
흐름 제어	송신-수신 속도 일치시킴
혼잡 제어	네트워크 혼잡도에 따라 송신율 제어

 

4-2. UDP 특성

구분	설명
비신뢰성	메시지 도착을 보장하지 않음
비순서화	수신된 메시지 순서 맞추지 않음
실시간 응용 및 멀티캐스팅 가능
단순 헤더

 

5. Session Layer

• PRC(Remote Procedure Call) : 별도의 원격 제어를 위한 코딩 없이 다른 주소 공간에서 함수나 프로시저를 실행 할 수 있는 프로세스 간 통신에 사용, 원격 프로시저 호출
• NetBIOS : 응용계층의 애플리케이션 프로그램에게 API 제공해 상호 통신 가능
• SSH : 응용 계층 애플리케이션에 API 제공
• SSL/TLS : 안전한 데이터 전송을 위한 보안프로토콜 (응용,전송 사이)

 

6. Presentation Layer

• JPEG : 이미지 표준 규격
• MPEG : 멀티미디어 표준 규격

 

7. Application Layer

• HTTP : 텍스트 기반의 통신규약, 인터넷에서 데이터를 주고받을 수 있는 프로토콜
• FTP(File Transfer Protocol) : TCP/IP 프로토콜을 가지고 서버와 클라이언트 사이의 파일을 전송하기 위한 프로토콜
• SMTP(Simple Mail Transter Protocol) : 인터넷에서 TCP 포트 번호 25번, 이메일을 보내기위해 이용
• IMAP : 이메일을 가져오기 위한 프로토콜
• POP3 : 이메일을 가져오기 위한 프로토콜
• Telnet : 인터넷이나 로컬 영역에서 네트워크 연결에 사용되는 네트워크 프로토콜