[정처기 실기] 10장 - 응용 SW 기초 기술 활용 (2)

데이터베이스 개념

데이터베이스는 특정 조직의 업무를 수행하는 데 필요한 상호 관련된 데이터들의 모임이다.

• 통합 데이터(Integrated Data): 중복이 최소화된 데이터의 모임
• 저장 데이터(Stored Data): 저장 매체에 저장된 데이터
• 운영 데이터(Operational Data): 업무를 수행하는 데 존재 가치가 있는 필요한 데이터
• 공용 데이터(Shared Data): 여러 응용 시스템들이 공동으로 소유하고 유지하는 데이터

DBMS: 사용자와 데이터베이스 사이에서 사용자의 요구에 따라 정보를 생성해주고, 데이터베이스를 관리해 주는 소프트웨어. --> 정의 기능, 조작 기능, 제어 기능

• 계층형 DBMS: 트리 구조를 이용해서 데이터의 상호관계를 계층적으로 정의한 DBMS
• 망형 DBMS: 그래프를 이용해서 데이터 논리 구조를 표현한 DBMS
• 관계형 DBMS: 테이블을 이용. 테이블 내에 있는 속성들 간의 관계를 설정하거나 테이블 간의 관계를 설정

--> 장점: 일관성, 무결성, 보안 유지. 논리적, 물리적 독립성이 보장...

--> 단점: 전산화 비용이 증가. 백업 및 회복이 어려움. 시스템이 복잡...

 

ER 모델

ER 모델: 개념적 데이터 모델의 가장 대표적인 모델

 

개체: 현실 세계의 객체로서 서로 구별될 수 있는 대상. 직사각형으로 표현.

관계: 2개 이상의 개체 사이에 존재하는 연관성. 마름모로 표현. 1:1, 1:N, N:M.

속성: 개체의 특성이나 상태. 타원으로 표현.

 

관계형 데이터 모델

• 관계형 데이터 모델에서는 데이터를 원자 값으로 갖는 이차원 테이블로 표현 --> 릴레이션
• 릴레이션의 구조는 논리적 구조
• 릴레이션은 구조를 나타내는 릴레이션 스키마와 실제 값들인 릴레이션 인스턴스로 구성
• 열을 속성이라 하고, 행을 튜플이라 함
• 하나의 애트리뷰트가 취할 수 있는 같은 타입의 원자 값들의 집합을 도메인이라고 함

 

키의 개념 및 종류

슈퍼키: 유일성을 만족하지만 최소성을 만족하지 못하는 후보키.

후보키: 튜플을 유일하게 식별하기 위해 사용되는 속성들의 부분 집합. 유일성과 최소성을 모두 만족해야 함.

기본키: 후보키 중에 특별히 선정된 키. 중복된 값을 가질 수 없으며, NULL 값 역시 가질 수 없음.

대체키: 후보키 중에서 선정된 기본키를 제외한 나머지 후보키.

외래키: 다른 릴레이션의 기본키를 참조하는 속성 또는 속성들의 집합.

 

무결성

무결성: 데이터베이스에 저장된 데이터 값과 그것이 표현하는 현실 세계의 실제 값이 일치하는 정확성을 의미.

 

• 개체 무결성: 기본키를 구성하는 어떠한 속성도 NULL 값이나 중복 값을 가질 수 없음
• 도메인 무결성: 주어진 속성 값이 정의된 도메인에 속한 값이어야 함.
• 참조 무결성: 외래키 값은 NULL이거나 참조 릴레이션의 기본키 값과 동일해야 함.
• 사용자 정의 무결성, NULL 무결성, 고유 무결성, 키 무결성, 관계 무결성...

 

네트워크 / 인터넷

네트워크: 두 대 이상의 컴퓨터를 전화선이나 케이블 등으로 연결하여 자원을 공유하는 것.

• 근거리 통신망 (LAN): 비교적 가까운 거리에 있는 자원들을 연결. 데이터 전송 속도 빠름, 에러 발생률 낮음, 버스형이나 링형 사용. 
• 광대역 통신망 (WAN): 멀리 떨어진 사이트들을 연결. 통신 속도가 느리고, 에러 발생률이 높음.

인터넷: TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하여 전 세계 수많은 컴퓨터와 네트워크들이 연결된 광범위한 컴퓨터 통신망.

 

IP 주소: 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유한 주소

IPv4: 32비트. A~E 클래스로 구성.
IPv6: IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발. 

• IPv4에 비해 자료 전송 속도가 빠름
• IPv4와 호환성이 뛰어남
• 보안 문제 해결 가능
• 주소의 확장성, 융통성, 연동성이 뛰어남
• 유니캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트

도메인 네임: IP 주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현한 것. 

DNS: 도메인 네임을 IP 주소로 변환하는 시스템

 

OSI 참조 모델

OSI(Open System Interconnection) 7 계층

• 물리 계층: 두 장치 간의 실제 접속과 절단 증 물리적 연결에 대한 규칙을 정의. 리피터, 허브. 비트.
• 데이터 링크 계층: 두 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 보장. 스위치, 랜카드, 브리지. 프레임.
• 네트워크 계층: 개방 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하는 기능과 데이터의 교환 및 중계 기능. 라우터. 패킷.
• 전송 계층: 종단 시스템 간의 논리적 안정과 균일한 데이터 전송 서비스를 제공. 게이트웨이. 세그먼트.
• 세션 계층: 송수신 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당.
• 표현 계층: 응용 계층과 세션 계층의 원활한 데이터 교환을 위해 데이터를 형태 변환.
• 응용 계층: 사용자에게 서비스를 제공. 메시지.

 

네트워크 관련 장비

• 네트워크 인터페이스 카드(NIC); 이더넷 카드, LAN 카드라고도 부름. 컴퓨터 간에, 또는 컴퓨터와 네트워크를 연결하는 장치.
• 허브(Hub): 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치.
  • 더미 허브: 네트워크에 흐르는 모든 데이터를 단순히 연결하는 기능만 담당.
  • 스위칭 허브: 지능형 허브. 네트워크 상에 흐르는 데이터의 유무 및 흐름을 제어.
• 리피터(Repeater): 전송되는 신호가 왜곡되거나 약해진 경우 원래의 신호 형태로 재생하여 재전송하는 기능. 
• 브리지(Bridge): LAN과 LAN을 연결, 또는 LAN 안에서의 컴퓨터 그룹을 연결. 데이터 링크 계층 중 MAC 계층에서 사용됨.
• 스위치(Switch): LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치.
  
  • L2 스위치: 데이터 링크 계층. MAC 주소를 기반으로 프레임을 전송.
  • L3 스위치: 네트워크 계층. L2 스위치에 라우터 기능이 추가.
  • L4 스위치: 전송 계층. 로드밸런서가 달린 L3 스위치.
  • L7 스위치: 응용 계층. 
• 라우터(Rounter): LAN과 LAN을 연결하는 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택하는 기능이 추가된 장치. LAN과 WAN의 연결도 수행.
• 게이트웨이(Gateway): 1~7 계층의 프로토콜 구조가 다른 네트워크의 연결을 수행.

 

TCP / IP

TCP/IP: 인터넷에 연결된 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜.

 

TCP: 신뢰성 있는 연결형 서비스를 제공. 전송 계층.

IP: 데이터그램을 기반으로 하는 비연결형 서비스를 제공. 네트워크 계층.

 

프로토콜(Protocol): 통신 규약. Syntex(구문), Semantic(의미), Timing(시간)

 

<계층별 주요 프로토콜>

응용 계층

• FTP(File Transfer Protocol): 원격 파일 전송 프로토콜
• SMTP(Simple Mail Transfer Protocol): 전자 우편 교환 서비스
• TELNET: 멀리 떨어져 있는 컴퓨터에 원격 접속
• SNMP(Simple Network Management Protocol): TCP/IP의 네트워크 관리 프로토콜
• DNS(Domain Name System): 도메인 네임을 IP 주소로 매핑
• HTTP(HyperText Transfer Protocol): 월드 와이드 웹에서 HTML 문서를 송수신

전송 계층

• TCP(Transmission Control Protocol)
• UDP(User Datagram Protocol)
• RTCP(Real-Time Control Protocol): 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜

프로토콜	TCP	UDP
연결성	연결형 서비스	비연결형 서비스
신뢰성	높음	낮음
속도	느림	빠름
패킷 교환 방식	가상 회선 방식	데이터그램 방식
수신(재전송)	수신함	수신 안 함
통신 방식	1:1	1:1, 1:N, N:N
용도	신뢰성 요구 작업	실시간 전송 작업

 

인터넷 계층

• IP(Internet Protocol): 전송할 데이터에 주소를 지정하고, 경로를 설정하는 기능
• ICMP(Internet Control Message Protocol): IP와 조합하여 통신 중에 발생하는 오류의 처리와 전송 경로 변경 등을 위한 제어 메시지를 관리하는 역할
• IGMP(Internet Group Management Protocol): 멀티캐스트 그룹 유지
• ARP(Address Resolution Protocol): 호스트의 IP 주소를 MAC 주소로 변경
• RARP(Reverse Address Resolution Protocol): 호스트의 MAC 주소를 IP 주소로 변경

네트워크 액세스 계층

• Ethernet: CSMA/CD 방식의 LAN
• IEEE 802: LAN을 위한 표준 프로토콜
• HDLC: 비트 위주의 데이터 링크 제어 프로토콜

 

데이터 교환 방식 / 라우팅

라우팅 프로토콜

• RIP: 현재 가장 널리 쓰이며, AS 내에서 효율적
• IGRP: RIP의 단점을 보완. 네트워크 상태를 고려하여 라우팅. 중규모 네트워크에 적합.
• OSPF: 대규모 네트워크에서 사용.
• BGP: AS 간의 라우팅 프로토콜

라우팅 알고리즘

• 거리 벡터 알고리즘: 인접해 있는 라우터 간의 거리와 방향에 대한 정보를 이용해 최적의 경로를 탐색. RIP, IGFP.
• 링크 상태 알고리즘: 라우터와 라우터 간의 모든 경로를 파악. OSPF.

 

 

* 이 글은 시나공 정보처리기사 실기 책을 토대로 작성되었습니다.