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[리눅스 기초] 12 쉘 스크립트(셸 스크립트) (1)

도도히히 — Sat, 17 Jan 2026 14:49:15 +0900

셸의 기능과 종류

셸의 기능

셸은 사용자와 커널 사이에서 중계자 역할을 수행하는 프로그램

셸의 종류

본 셸 (Bourne shell)

단순하고 처리 속도가 빠른 이유로 많이 사용됨

시스템 관리작업을 수행할 때 많은 스크립트는 본 셸을 기반으로 사용

sh 명령 사용

C 셸 (C shell)

본 셸의 기능 확장

에일리어스, 히스토리와 같은 사용자 편의 기능이 추가되어 제공됨

셸 스크립트 작성의 문법 형식이 C 언어와 비슷함

크기가 커지고 처리 속도가 느린 단점 등의 이유로 배시 셸에 밀림

csh 명령 사용

콘 셸 (Korn shell)

본 셸과의 호환성 및 편의 기능을 제공하면서 속도가 빠름

우분투 리눅스에서는 별도로 콘 셸을 설치하여 사용

ksh 명령 사용

배시 셸 (bash shell)

본 셸을 기반으로 개발된 셸, 본 셸과의 호환성을 유지하면서 C 셸, 콘 셸의 편리한 기능까지 제공

GPL(General Public License)을 따르는 공개 소프트웨어, 리눅스의 기본 셸로 제공 (우분투 리눅스에서도 O)

bash 명령 사용

대시 셸 (dash shell)

본 셀을 기반으로 개발됨, 포직스(POSIX) 표준을 준수하여 보다 작은 크기로 개발된 셸

부팅 시 셸 스크립트를 빠르게 실행시키며, 파일 크기가 작고 신뢰성이 높아 우분투 6.10 버전부터는 대시 셸을 시스템 기본 셸로 사용함

셸 스크립트 환경 변수

배시 셸의 주요한 환경변수

환경변수 의미 환경변수 의미

환경변수	의미	환경변수	의미
HOME	현재 사용자의 홈 디렉터리	PATH	실행 파일 찾는 경로
LANG	기본적으로 지원되는 언어	PWD	사용자의 디렉터리 위치
TERM	로그인 터미널 타입	SHELL	로그인에서 사용하는 셸
USER	현재 사용자의 이름	DISPLAY	X 디스플레이 이름
COLUMNS	현재 터미널의 컬럼 수	LINES	현재 터미널 라인 수
PS1	1차 명령 프롬프트 변수	PS2	2차 명령 프롬프트(>)
BASH	bash 셸의 경로	BASH_VERSION	bash 버전
HISTFILE	히스토리 파일의 경로	HISTSIZE	히스토리 파일에 저장 개수
HOSTNAME	호스트 이름	USERNAME	현재 사용자 이름
LOGNAME	로그인 이름	LS_COLORS	ls 명령의 확장자 색상
MAIL	메일을 보관하는 경로	OSTYPE	운영체제 타입

cf. 변수를 출력할 때 $를 붙여야 함

echo $HOME : 사용자의 홈 디렉터리 확인

echo $BASH_VERSION : bash 버전 확인

셸 변수 설정

사용자가 지정한 이름으로 설정할 수 있음

=을 사용하여 선언할 때 변수 이름과 문자열 사이에 공백이 존재해서는 안 됨

대/소문자 엄격하게 구별

변수 이름=문자열

ex) INSA=Hello

echo INSA : 변수명이 아닌 문자열로 취급하여 INSA가 출력됨

echo $INSA : 변수에 대입한 문자열인 Hello가 출력됨

환경변수 설정 명령 : export

먼저 셸 변수를 정의하고 export 명령을 사용하여 설정된 환경변수를 변경할 수 있음

‘export 환경변수=값’ 과 같이 선언할 수 O

export [옵션] [셸 변수] : 지정한 셸 변수를 환경변수로 변경하여 설정

옵션

-n : 환경변수를 셸 변수로 변경

cf. 환경변수 확인 : env | grep 변수명

export INSA : 셸 변수 INSA를 환경변수로 변경

export SPACE=key : 셸 변수를 선언하면서 곧바로 환경변수로 한번에 등록

환경변수를 셸 변수로 변경 : export -n

환경변수로 등록했던 셸 변수를 다시 셸 변수로 변경

export -n 환경변수

ex) export -n SPACE

셸 변수 해제 : unset

이미 정의된 셸 변수를 해제

unset 변수명

unset을 하면 echo $변수명 을 해도 아무 값이 출력되지 X

문제 12-01

셸 변수 DEPT를 선언하고 문자열 database를 대입하기
DEPT 변수에 대입된 문자열 출력하기
DEPT 변수를 환경변수로 전환하기
환경변수에 등록된 정보 출력하기
환경변수로 전환된 DEPT 변수를 다시 셸 변수로 전환하기
등록된 DEPT 셸 변수 해제하기

$ DEPT=database
$ echo $DEPT
$ export DEPT
$ env (혹은 쉽게 찾기 위해 env | grep DEPT)
$ export -n DEPT
$ unset DEPT

셸 스크립트의 특징

셸 출력 명령

공통 셸 출력 명령 : echo

모든 셸 스크립트 프로그래밍에서 공통으로 사용할 수 있는 출력 명령

echo [옵션] [문자열] : 화면에 한 줄의 문자열을 출력

옵션

-n : 문자열 중간에 선언하게 되면 선언한 위치에서 줄 바꿈을 수행

new line을 넣지 말아달라는 의미임 (아래 예시 참고)

-n을 어느 위치에 선언하느냐에 따라 출력결과가 다르게 나타날 수 있음

문자열 사이에 공백이 존재할 경우 문자열을 큰따옴표로 묶어줘야 함

ex) echo “I Love Ubuntu”

echo -n Nice : 옵션 지정으로 프롬프트 전에 문자열이 출력됨

NIce유저명@ubuntu:~$ ← 이런식으로 출력됨

출력형식 지정 명령 : printf

출력형식을 %d 지시자와 \n 줄바꿈 문자 등 C 언어에서 사용하는 출력함수인 printf() 함수의 형식을 지정하여 출력할 수 있음

printf [옵션] [문자열] : 출력형식을 지정하여 문자열을 출력

옵션

%d, \n 등 C언어의 printf()함수 형식을 지정

printf SPACE : 프롬프트 앞에 문자열이 출력됨 (SPACE유저명@ubuntu:~$)

printf “I Love \n Ubuntu” : Ubuntu를 다음 행으로 줄을 바꿔 출력 (두번째 줄: Ubuntu유저명@ubuntu:~$)

printf “%d + %d = %d \n” 30 50 80 : 30 + 50 = 80 출력

셸 스크립트 프로그래밍

셸 스크립트 작성과 실행

gedit을 사용하여 셸 스크립트 프로그래밍 수행
/sh_test.d : 셸 스크립트 파일을 저장할 디렉터리 생성 (디렉터리 명은 자유)
.sh : 셸 스크립트 파일임을 쉽게 구별하기 위해 확장자 선언 (확장자 선언은 자유)

셸 스크립트 작성 후 sh 명령으로 실행하기

gedit 또는 vi 에디터를 사용하여 작성

sudo mkdir /sh_test.d

cd /sh_test.d

sudo gedit myname.sh

#! /bin/sh

echo " Name Print "
echo ">> Connect Name : " $USERNAME

exit 0

#! : Shebang(셔뱅)이라고 함, 인터프리터 경로를 나타냄

#! /bin/sh : bash를 사용하는 의미 (생략하면 안 됨)

echo : 문자열 출력

$USERNAME : 현재 시스템에 접속된 사용자 이름을 출력하는 환경변수 선언

exit 0 : 종료 코드 (0은 성공 의미)

sh myname.sh : 셸 스크립트 파일 실행

변수 선언

변수에 처음 값이 할당되면 변수는 자동으로 생성되므로 따로 변수를 선언하지 않음
셸에서 사용하는 변수는 모두 문자열(String)으로 취급되므로 숫자 또한 문자열로 처리됨
알파벳 대/소문자를 엄격하게 구별하며 변수의 값을 대입할 때는 ‘=’ 의 좌우에 공백이 존재해서는 안 됨

var1 = HI ← 오류: ‘=’ 좌우에 공백 있음

var2=good

var3=Nice day ← 오류: 두 개의 문자열인 경우 큰따옴표로 묶어야 함

var4=”Good morning”

var5=88+95 ← 오류는 없지만 연산은 안 됨(모두 문자열로 취급됨)

대입하는 값 사이에 공백이 있을 경우 반드시 큰따옴표로 묶기

변수에 값을 대입할 경우 이를 변수로 받기 위한 방법은 ‘$변수명’ 과 같이 변수명 앞에 $를 붙여주기

(변수임을 알리려고)

변수의 값에 공백 존재하지 않으면 $변수명, “$변수명” 상관 X

공백이 존재하면 무조건 “$변수명” 사용

변수의 입력과 출력

cd /sh_test.d

sudo gedit inout.sh

#! /bin/sh

echo " Q. Input : "
read input_string
echo " A. Output : $input_string "

exit 0

read input_string : 키보드로 입력한 값을 변수 input_string에 저장하는 read 명령

숫자 계산

키워드 expr을 사용해야 함

역따옴표(`)와 expr을 공백 없이 붙여서 사용해야 함, 역따옴표로 expr 연산식과 같이 시작과 끝을 묶어줘야 함

cf. 연산식에서 괄호를 사용하려면 괄호 앞에 \를 반드시 붙여줘야 함

사칙연산(+, -, , /) 중에서 예외적으로 곱셈 연산() 앞에도 반드시 \를 붙여줘야 함

sudo gedit arithmetic.sh

#! /bin/sh

echo " >> first : "
read a
echo " >> second : "
read b
echo " >> a = $a, b = $b "

add=`expr $a + $b`
gob=`expr $a \\* $b`
na=`expr $a / $b`
avg=`expr $add / 2`
echo " a + b = $add \\n a * b = $gob \\n a / b = $na \\n (a+b)/2 = $avg "

exit 0

sh arithmetic.sh : 셸 스크립트 실행

파라미터 변수

자신이 실행한 명령어의 파라미터(매개변수)를 의미함

$0, $1, $2, … 등과 같이 실행하는 명령의 부분을 각각 하나씩 변수로 지정

ex) dnf -y install xinetd 명령을 실행한다고 가정할 때 파라미터 변수

구분	수행할 명령	파라미터1	파라미터2	파라미터3
명령어	dnf	-y	install	xinetd
파라미터 변수	$0	$1	$2	$3
표현 방법	$0 ← dnf	$1 ← -y	$2 ← install	$3 ← xinetd

sudo gedit mapping.sh

#! /bin/sh

echo " >> One : $0 "
echo " >> Two : $1 "
echo " >> Three : $2 "
echo " >> Total : $* "

exit 0

echo “ >> Total : $* “ : 전체 파라미터 출력 (*는 전체를 의미)

sh mapping.sh 35 87 text_string

cf. text string 처럼 공백을 넣고 싶을 때 “text string” 입력, 큰따옴표 없이 입력하면 별개의 단어로 취급

문제 12-02

셸 스크립트 프로그램 test_1302.sh 작성하기
두 개의 변수 su1, su2를 선언하기
su1 변수에 키보드로 23을 입력하여 저장하기
su2 변수에 키보드로 56을 입력하여 저장하기
두 수의 곱을 변수 gob에 저장하기
키보드로 입력받은 값 출력하기
두 수의 곱셈 연산과 결과값 출력하기

$ gedit test_1302.sh

//셸 스크립트
#! /bin/sh
echo "1. 첫 번째 정수 입력"
read su1
echo "2. 두 번째 정수 입력"
read su2
echo ">> 두 수의 곱셈연산 결과"
gob=`expr $su1 \\* $su2`
echo " $su1 * $su2 = $gob "
exit 0

$ sh test_1302.sh

조건문과 관계 연산자

기본 if 문

주어진 조건이 참일 경우에만 수행하는 분기문으로 거짓일 경우에는 해당 명령을 수행하지 X

조건문을 묶는 대괄호 [] 안에 조건식을 선언할 때 각 단어와 연산자 사이에는 반드시 공백이 존재해야 함

1. 단일 조건 (if ~ then ~ fi)

if [ 조건식 ]; then

명령

또는

if [ 조건식 ]

then

명령

2. 이분 조건 (if ~ then ~ else ~ fi)

if [ 조건식1 ]; then

명령1

else

명령2

cf. 1번처럼 ;를 쓰지 않고 then을 다음 줄로 보낼 수 있음

3. 다중 조건

if [ 조건식1 ]; then

명령1

elif [ 조건식2 ]; then

명령2

else

명령3

(이때 elif는 여러 개 올 수 있음)

기본 if문 예시

sudo gedit basicif.sh

#! /bin/sh

if [ "space" = "space" ] 
then
	echo ">> compare : space = space ?? "
	echo ">> result : True "
fi

exit 0

sh basicif.sh

echo “>> compare : space = space ?? “ : 여기서 물음표는 특별한 의미 없음

if~else문 예시

sudo gedit ifelse_01.sh

#! /bin/sh

echo ">> compare : space != space ?? "
if [ "space" != "space" ]
then
	echo ">> result : True "
else
	echo ">> result : False " 
fi

exit 0

sh ifelse_01.sh

False가 출력될 것

비교 연산자

문자열 비교 연산자

연산자	의미	사용 예	결과
=	같음	“문자열1” = “문자열2”	두 문자열이 같으면 참
!=	같지 않음	“문자열1” != “문자열2”	두 문자열이 같지 않으면 참
-n	Null이 아닌 값	-n “문자열”	문자열이 빈 문자열이 아니면 참
-z	Null 값	-z “문자열”	문자열이 빈 문자열이면 참

산술 비교 연산자

연산자	의미	사용 예	결과
-eq	같음	변수1 -eq 변수2	변수1과 변수2가 같으면 참
-ne	같지 않음	변수1 -ne 변수2	변수1과 변수2가 같지 않으면 참
-gt	큼 (초과)	변수1 -gt 변수2	변수1이 변수2보다 크면 참
-ge	크거나 같음 (이상)	변수1 -ge 변수2	변수1이 변수2보다 크거나 같으면 참
-lt	작음 (미만)	변수1 -lt 변수2	변수1이 변수2보다 작으면 참
-le	작거나 같음 (이하)	변수1 -le 변수2	변수1이 변수2보다 작거나 같으면 참
!	부정	!변수1	변수1이 아니면 참

예제

sudo gedit ifelse_02.sh

#! /bin/sh

echo " >> compare : 300 -gt 800 ?? "
if [ 300 -gt 800 ] 
then
	echo " >> result : True "
else
	echo " >> result : False "
fi

exit 0

sh ifelse_02.sh

파일 관련 조건

연산자 결과

연산자	결과
-d 파일 이름	주어진 파일 이름이 디렉터리이면 참
-e 파일 이름	주어진 파일 이름이 존재하면 참
-f 파일 이름	주어진 파일 이름이 일반 파일이면 참
-g 파일 이름	주어진 파일 이름이 set-group-id가 설정되면 참
-r 파일 이름	주어진 파일 이름이 읽기가 가능하면 참
-s 파일 이름	주어진 파일의 크기가 0이 아니면 참
-u 파일 이름	주어진 파일 이름이 set-user-id가 설정되면 참
-w 파일 이름	주어진 파일 이름이 쓰기 가능한 상태이면 참
-x 파일 이름	주어진 파일 이름이 실행 가능한 상태이면 참

cf. setuid를 하면 파일 권한에서 -rws와 같이 원래 x가 써져있을 자리에 s가 들어감

예제

sudo gedit ifelse_03.sh

#! /bin/sh

sample=/lib/systemd/system/udev.service
if [ -f $sample ]
then
	echo " >> result : True "
	head -3 $sample
else
	echo " >> result : False "
fi

exit 0

sh ifelse_03.sh

head -3 $sample : 앞에서부터 3줄 출력

case~esac 문

if~else문은 조건이 많아지게 되면 구문이 복잡해지는 단점 존재

if~else문은 조건을 참과 거짓으로 판별하여 참과 거짓에 해당하는 명령을 수행

case~esac문은 여러 개의 조건을 펼쳐놓고 어느 조건에 해당되는지를 판별하여 명령을 수행하는 방식으로 구문 전개

case~esac 문법구조

case 파라미터 또는 키보드 입력값 in

조건1)

명령1;;

조건2)

명령2;;

조건n)

명령n;;

앞에서 주어진 조건 이외의 모든 경우 실행할 명령;;

esac

cf. 명령 끝에 ;; 를 붙이는 이유: case문 탈출하기 위함

예제

sudo gedit case_01.sh

#! /bin/sh

echo " >> season choice : Spring / Summer / Fall / Winter "
case "$1" in
	Spring)
		echo " >> choice : Spring ";;
	Summer)
		echo " >> choice : Summer ";;
	Fall)
		echo " >> choice : Fall ";;
	Winter)
		echo " >> choice : Winter ";;
	*)
		echo " No choice ~ ";;

sh case_01.sh Spring

sh case_01.sh exit

키보드로 Yes 또는 No를 입력하거나 Y 또는 y 그리고 알파벳 n 또는 N으로 시작하는 모든 단어가 입력될 경우 해당 조건을 수행하도록 *를 함께 사용하여 조건을 선언하는 프로그램

예제

sudo gedit case_02.sh

#! /bin/sh

echo " >> state choice : (Yes / No / Y / N) "
read mind
case $mind in
	Yes | YES | yes | Y | y)
		echo " >> choice : Yes "
		echo " >> result : Linux Master ";;
	[nN]*)
		echo " >> choice : No "
		echo " >> result : Good Luck~ ";;
	*)
		echo " >> choice error !! ";;
esac

exit 0

sh case_02.sh

[nN]* : n또는 N으로 시작 (n, N만있어도 됨)

;; 이 없을 경우 case문을 빠져나오지 않고 그 다음 줄로 커서를 이동시킴

Yes | YES | yes | Y | y) : 5개 중 하나에 해당하면 됨(or 연산)

조건문에서의 관계 연산자

- and 연산

if [ 조건1 ] && [ 조건2 ]

if [ 조건1 -a 조건2 ]

- or 연산

if [ 조건1 ] || [ 조건2 ]

if [ 조건1 -o 조건2 ]

예제

sudo gedit ifandor.sh

#! /bin/sh

echo ">> Search Name : "
read file_name
if [ -f $file_name ] && [ -s $file_name ]; then
	echo ">> File Select : $file_name "
	head -3 $file_name
else
	echo ">> Search File : $file_name "
	echo ">> File not found "
fi

exit 0

sh ifandor.sh

echo “>> Search Name : “ 과 read file_name을 한 줄로 병합하면,

read -p “Search Name : “ file_name 이라고 함

(ppt에는 없는 문제) - 일반 파일 혹은 디렉터리일 때 파일 이름 출력 (-o 옵션 이용)

#! /bin/sh

read -p "Search name: " file_name

if [ -f $file_name -o -d $file_name ]; then
	echo ">> File Select : $file_name "
else
	echo ">> Search File : $file_name "
	echo ">> File not found "
fi

exit 0

문제 12-03

셸 스크립트 프로그램 test_1303.sh 작성하기
명령 수행 파라미터 $1 사용하기
혈액형을 알파벳 대/소문자 구별 없이 A, B, O, AB 조건으로 정하기
혈액형 이외의 알파벳에 대해서는 다시 입력하기
혈액형에 대해서는 출력 메시지는 “무슨 형을 선택하였습니다.”로 출력하기
마지막에는 “프로그램을 종료합니다.”를 출력하기

$ gedit test_1303.sh

#! /bin/sh
echo ">> 명령 수행 파라미터 (A, B, O, AB)"

case "$1" in
A | a)
echo "A형을 선택하였습니다." ;;
B | b)
echo "B형을 선택하였습니다." ;;
O | o)
echo "O형을 선택하였습니다." ;;
AB | ab)
echo "AB형을 선택하였습니다." ;;
*)
echo "혈액형은 알파벳 대/소문자 구별 없이 A, B, O, AB만 가능합니다." ;;
esac
echo "프로그램을 종료합니다." 
exit 0

$ sh test_1303.sh

[리눅스 기초] 11 소프트웨어 관리

도도히히 — Sat, 17 Jan 2026 13:23:42 +0900

패키지 설치 Overview

패키지

프로그램 설치 후 바로 실행할 수 있는 설치 파일
확장명은 *.deb
kr.archive.ubuntu.com/ubuntu/pool

dpkg

우분투에서 패키지(프로그램)를 설치할 때 많이 사용되던 명령어
apt-get이 나오기 전에 주로 씀

apt-get

dpkg의 확장 개념
dpkg 기능이 포함되어 있음

의존성이 있는 deb 파일 다운로드 및 설치하기

의존성 문제를 해결하기 위해 다른 패키지를 설치하고 싶지만 패키지를 설치하기 전 어떤 deb 파일을 설치해야 하는지 정확히 알 수 X
설치해야 할 deb 파일을 알아내더라도 그 파일 또한 의존성 문제가 있을 수 있음
우분투에서는 이러한 문제를 한번에 해결하기 위해 apt-get 명령어 제공

apt-get 명령어

apt-get 명령어는 *.deb 패키지를 설치하는 편리한 도구
우분투가 제공하는 deb 파일 저장소에서 자동으로 deb 파일을 다운로드하여 설치
의존성 문제를 걱정하지 않아도 됨
dpkg 명령어의 경우, *.deb 파일을 다운로드한 후 설치해야 하는 번거로움이 있음

main, universe, restricted, multiverse의 의미

main: 우분투에서 공식적으로 지원하는 무료 소프트웨어
universe: 우분투에서 지원하지 않는 무료 소프트웨어
restricted: 우분투에서 공식적으로 지원하는 유료 소프트웨어
multiverse: 우분투에서 지원하지 않는 유료 소프트웨어

미러(mirror) 사이트

우분투 패키지 저장소는 우분투 사이트에서 제공
전 세계적으로 동일한 저장소가 수백 개 존재
대학, 연구소, 기업 등이 자발적으로 구축한 것
apt-get -y install 패키지명 : sources.list에 기록된 사이트에 자동으로 접속해서 다운로드 가능

apt 패키지 관련 명령어

apt-cache [옵션] [서브 명령] : 패키지 검색 및 정보보기 명령 (패키지 데이터베이스(APT 캐시)에서 패키지와 관련된 정보를 출력)

옵션

-f : 패키지에 대한 전체 정보 출력

-h : 관련 도움말 출력

서브

stats : 캐시 통계 정보(전체 패키지 이름과 단일 가상 패키지 등) 출력

dump : 현재 설치되어 있는 패키지 업그레이드

pkgnames : 사용 가능한 모든 패키지의 이름 출력

search [키워드] : 키워드에 해당하는 패키지 검색

show [패키지 이름] : 해당 패키지의 정보 출력

showpkg [패키지 이름] : 패키지의 의존성과 역의존성에 대한 정보 출력

APT 캐시 통계정보 출력 : apt-cache stats

시스템에 설치되어 있는 전체 패키지의 이름과 일반 패키지
순수 가상과 단일 가상 및 혼합 가상 패키지
등의 APT 캐시의 전반적인 통계정보를 출력하는 명령

패키지 업데이트 : apt-cache dump

현재 시스템에 설치되어 있는 모든 패키지에 대한 업데이트 수행

모든 패키지 이름 출력 : apt-cache pkgnames

현재 시스템에 설치되어 있는 모든 패키지의 이름 출력

패키지 정보 출력 : apt-cache show [패키지명]

현재 시스템에 설치되어 있는 특정 패키지의 정보 출력

apt-get [옵션] [서브 명령] : 패키지 설치 및 업데이트 명령

옵션

-d : 패키지 다운로드 수행

-f : 의존성이 깨진 패키지 수정

-h : 관련 도움말 출력

서브 명령

update : 패키지 저장소에서 새로운 패키지 정보를 가져옴

upgrade : 모든 패키지를 최신 버전으로 업그레이드

install [패키지 이름] : 해당 패키지 설치

remove [패키지 이름] : 설치된 해당 패키지 제거

purge [패키지 이름] : 설치된 해당 패키지와 설정 파일을 모두 삭제

autoremove : 시스템에 설치된 패키지를 자동으로 정리 및 삭제

download [패키지 이름] : 해당 패키지를 현재 디렉터리에 다운로드

autoclean : 오래된 패키지 또는 불완전한 다운로드 패키지 제거

check : 의존성이 깨진 패키지 확인

clean : /var/cache/apt/archives 디렉터리에 캐시되어 있는 모든 패키지를 제거하여 디스크 공간 확보

패키지 정보 업데이트 : sudo apt-get update

update 서브 명령을 수행하면 /etc/apt/sources.list에 새로운 패키지 정보(목록)를 가져와서
만약 /etc/apt/sources.list 파일을 수정하였다면 반드시 이 명령 수행해야 함

패키지 업그레이드 : sudo apt-get upgrade

현재 시스템에 설치되어 있는 모든 패키지 중에서 업그레이드가 필요한 패키지를 찾은 다음 새로운 버전이 있는 패키지에 대해서는 모두 업그레이드를 수행
업그레이드 필요여부 검색 : sudo apt-get upgrade | grep [패키지 이름]
검색과정 멈춤 : Ctrl+C 누르기

특정 패키지 설치 또는 업그레이드 : sudo apt-get install

1개 또는 1개 이상의 패키지를 설치하거나 업그레이드 수행
1개의 패키지만 설치할 경우 : sudo apt-get install [패키지 이름]
패키지를 설치할 때 진행여부에 대한 y를 입력하지 않아도 자동으로 입력되도록 수행하려면 -y 옵션 사용 sudo apt-get -y install [패키지 이름]
여러 패키지 설치할 경우 : sudo apt-get install [패키지 이름1] [패키지 이름2]
새로운 패키지를 설치하지 않고 업그레이드만 수행 : sudo apt-get install [패키지 이름] --only-upgrade

특정 패키지 삭제 : purge 또는 remove

remove: 해당 패키지의 설정 파일은 남아있게 됨

purge: 남은 설정 파일까지 모두 삭제

설정 파일을 남겨놓는 이유: 나중에 동일한 패키지를 다시 설치할 때 재사용

sudo apt-get purge [패키지 이름]

sudo apt-get remove [패키지 이름] --purge (두 옵션을 함께 쓸 수 있음)

패키지 자동 정리 및 삭제 : autoremove

더 이상 존재할 필요가 없는 패키지가 남아있을 수 있으므로 잔존해 있는 패키지에 대해서 자동 정리 및 삭제

sudo apt-get autoremove

디스크 공간 정리 : clean

패키지를 검색하였거나 다운로드한 파일들을 삭제한 후 디스크 공간 정리

sudo apt-get clean

특정 패키지 다운로드 : download

특정 패키지를 직접 설치하지 않고 다운로드만 수행

sudo apt-get download [패키지 이름]

특정 패키지의 소스 관련 서브 명령 : source

특정 패키지의 소스 코드가 필요할 경우 다운로드할 때 사용

sudo apt-get --download-only source [패키지 이름]

다운로드를 수행한 특정 패키지의 소스코드에 대한 압축 해제 : sudo apt-get source [패키지 이름]

특정 패키지의 소스 코드 다운로드를 수행하여 압축을 해제하고 컴파일 : sudo apt-get --compile source [패키지 이름]

문제 11-01

pkgnames 서브 명령으로 모든 패키지 이름 출력하기
upgrade 서브 명령으로 업그레이드를 수행할 패키지 확인하기
install 서브 명령과 옵션 y를 설정하여 netcat 패키지 설치하기
설치된 netcat 패키지의 정보 출력하기
netcat 패키지의 설정 파일까지 모두 삭제하기

$ sudo apt-cache pkgnames
$ sudo apt-get upgrade
$ sudo apt-get -y install netcat
$ sudo apt-cache show netcat
$ sudo apt-get purge netcat

DPKG 패키지 관련 명령어

DPKG 명령

시스템의 특정 파일이 어느 패키지에 포함되어 있는지 등에 대한 구체적인 기능을 확인할 때 옵션과 함께 사용
APT 명령은 소프트웨어 관리를 위해 내부적으로 DPKG 명령을 이용

dpkg [옵션] [패키지 이름 또는 파일 이름] : 패키지 관리 명령

옵션

-l : 설치된 패키지 목록 전체 출력

-l [패키지 이름] : 해당 패키지의 설치상태 정보 출력

-r [패키지 이름] : sudo 명령을 사용하여 해당 패키지를 삭제

-P [패키지 이름] : sudo 명령을 사용하여 해당 패키지와 설정 정보 모두 삭제

-s [패키지 이름] : 해당 패키지의 자세한 정보 출력

-L [패키지 이름] : 해당 패키지가 설치된 파일목록 출력

-S [경로명] : 경로명이 포함된 패키지 검색

-c [.파일 확장자] : 해당 파일 확장자를 가진 파일의 내용 출력

-i [.파일 확장자] : sudo 명령으로 해당 파일 확장자를 가진 파일 설치

-x [.파일 확장자] [디렉터리명] : 해당 파일 확장자를 가진 파일을 지정한 디렉터리에 풀어놓음

dpkg -l : 시스템에 설치되어 있는 패키지의 목록 출력

dpkg -l zip : 설치된 패키지 중에서 zip 패키지에 대한 정보만 출력

dpkg -l gnome-chess : gnome-chess 패키지가 설치되어 있는지 확인

sudo apt-get download gnome-chess

ls gnome* : 다운로드한 패키지 확인

sudo dpkg -i gnome-chess_1%3a3.36.0-1_amd64.deb : 의존성 패키지 hoichess가 설치되어 있지 않으므로 설치가 정상적으로 안됨

sudo apt-get install hoichess : gnome-chess 패키지의 의존성을 가진 hoichess 패키지 설치

특정 패키지를 못 찾는다는 오류 메시지가 출력되면 해당 패키지는 제외하고 설치 진행

APTITUDE 패키지 관련 명령어

APTITUDE 명령 : sudo 명령으로 root 계정 권한 위임

apt 명령과 같이 패키지 관리를 쉽게 작업할 수 있도록 자동화 기능 제공

aptitude [서브 명령] : 패키지 설치 및 업데이트 명령

서브

단독 실행 : 비주얼 모드로 실행하기 위한 curses 프로그램 활성화

update : 패키지 저장소에서 새로운 패키지 정보를 가져옴

upgrade : 모든 패키지를 최신 버전으로 업그레이드

install [패키지 이름] : 해당 패키지 설치

remove [패키지 이름] : 설치된 해당 패키지 제거

purge [패키지 이름] : 설치된 해당 패키지와 설정 파일을 모두 삭제

autoremove : 시스템에 설치된 패키지를 자동으로 정리 및 삭제

download [패키지 이름] : 해당 패키지를 현재 디렉터리에 다운로드

autoclean : 오래된 패키지 또는 불완전한 다운로드 패키지 제거

check : 의존성이 깨진 패키지 확인

clean : /var/cache/apt/archives 디렉터리에 캐시되어 있는 모든 패키지를 제거하여 디스크 공간 확보

sudo apt-get install aptitude : aptitude 패키지 설치

sudo aptitude update : 기존에 설치된 패키지의 새로운 정보를 가져와서 apt 캐시를 수정

aptitude search gnome : gnome으로 시작하는 패키지 검색

aptitude show gnome-clock : gnome-clocks 패키지의 상세한 정보 확인

sudo aptitude install gnome-clocks : gnome-clocks 패키지 설치

문제 11-02

aptitude 명령으로 gnome-dictionary 패키지에 대한 상세한 정보 확인하기
aptitude 명령으로 gnome-dictionary 패키지 설치하기
apt 명령으로 gnome-dictionary 패키지가 설치한 파일목록 확인하기
gnome-dictionary 패키지를 실행하기
우분투 소프트웨어 센터를 통해 OpenTTD 게임 설치하기

$ aptitude show gnome-dictionary
$ sudo aptitude install gnome-dictionary
$ sudo apt-cache show gnome-dictionary
> 윈도 화면에 설치된 패키지 아이콘을 클릭하여 실행
> 우분투 소프트웨어 센터에서 OpenTTD 게임 설치

파일 아카이브와 압축

파일 아카이브

아카이브(Archive)란 특정 시간에 함께 묶인 파일이나 디렉터리의 집합을 의미 (저장소 또는 보관소)
다른 시스템과 파일이나 디렉터리를 주고 받거나 파일을 백업하는 용도로 사용
파일 아카이브를 위해 사용되는 명령은 tar, cpio, ar 등이 있음

tar 기능[옵션] [아카이브 생성 파일명] 대상 파일명 : 파일과 디렉터리를 묶어 하나의 아카이브로 생성하는 명령

기능

c : 새로운 tar 아카이브 생성

r : 새로운 파일 추가

t : tar 파일에 존재하는 파일 리스트 출력

u : 수정된 파일에 대해 업데이트 수행

x : tar 파일에 있는 원본 파일을 추출

옵션

C [디렉터리명] : 파일들을 특정 디렉터리에 풀어 놓음

f [디바이스명 또는 파일명] : 아카이브 파일 또는 테이프 장치를 지정

(디바이스명을 -으로 지정하면 tar 파일 대신 표준입력에서 읽어 들임)

h : 심볼릭 링크의 원본 파일 포함

j : bzip2로 압축 또는 해제

p : 파일 복구 시 원래의 접근 권한을 유지

v : 처리하고 있는 파일의 정보 출력

z : gzip으로 압축 또는 해제

Z : compress를 통해 아카이브를 필터링

아카이브 생성 : cvf

mkdir arch_test

cd arch_test

mkdir ex_ac.d

touch test_01.txt test_02.txt

gedit test_01.txt

gedit test_02.txt

cd ~

ls arch_test

tar cvf arch_test.tar arch_test

→ 기존에 존재하던 arch_test 디렉터리는 삭제되지 않고 그대로 남아있음

아카이브 내용 출력 : tvf

tar tvf arch_test.tar : 앞서 생성한 arch_test.tar 파일에 대한 상세한 정보 출력

아카이브 풀기 : xvf

이미 존재하는 아카이브 파일을 풀기 위함

cp arch_test.tar arch_test/ex_ac.d : arch_test.tar 아카이브를 arch_test/ex_ac.d 디렉터리에 복사

cd arch_test/ex_ac.d

tar xvf arch_test.tar

아카이브 업데이트 : uvf

이미 존재하는 아카이브 파일에 수정된 파일을 추가할 수 있음

u 기능은 아카이브에 존재하는 파일의 내용이 수정될 경우 아카이브를 업데이트하기 위해 사용하는 기능 (기존 파일의 내용에 변경 사항이 없다면 아카이브 파일에 아무런 변화 X)

cd ~

tar uvf arch_test.tar arch_test

gedit arch_test/test_01.txt

tar uvf arch_test.tar arch_test

아카이브에 파일 추가 : rvf

이미 존재하는 아카이브에 지정한 파일을 무조건 추가

tar rvf arch_test.tar hosts : 복사한 hosts 파일을 아카이브에 추가

아카이브와 파일 압축

아카이브를 생성하면서 파일 압축을 수행 (디스크 공간이 부족할 때 유용)

tar cvzf arch_test.tar.gz arch_test : arch_test 디렉터리를 아카이브 생성과 동시에 압축 파일로 생성

아카이브 생성과 동시에 bzip2 형식으로 파일 압축

tar cvjf arch_test.tar.bz2 arch_test

cf. 확장자 이름을 붙이는 것은 쉽게 알아보기 위한 것임 (필수로 붙여야 하는 것 X)

파일 압축과 해제

1) gzip 명령으로 파일 압축

gzip [옵션] 파일 이름 : gzip 형식으로 파일 압축 명령

옵션

-d : 파일 압축 해제

-l : 압축된 파일의 정보 출력

-r : 하위 디렉터리로 이동하여 파일 압축

-t : 압축 파일 검사

-v : 압축 정보를 화면에 출력

-9 : 최대한 압축

gzip arch_test.tar arch_test : arch_test 디렉터리를 arch_test.tar 파일명으로 압축 수행

→ arch_test.tar 파일은 사라지고 arch_test.tar.gz 압축 파일이 새로 생성됨 arch_test는 디렉터리이므로 무시됨

압축 파일 내용 보기 : zcat

zcat arch_test.tar.gz | more

cf. more은 페이지 단위, less는 줄 단위

압축 파일 풀기 : gunzip

gzip 명령으로 압축된 파일은 gunzip 명령으로 복원할 수 있으며 옵션 -d를 사용하여 압축된 파일을 복원할 수도 있음

gunzip arch_test.tar.gz

2) bzip2 명령으로 압축

bzip2는 gzip 명령에 비해 압축률은 좋지만 속도가 약간 느림

bzip2 [옵션] 파일 이름 : bzip2 형식으로 파일 압축 명령

옵션

-d : 파일 압축 해제

-l : 압축된 파일의 정보 출력

-t : 압축 파일 검사

-v : 압축 정보를 화면에 출력

-best : 최대한 압축

bzip2 arch_test.tar arch_test

압축 파일 내용 보기 : bzcat

bzcat arch_test.tar.bz2 | more

압축 파일 풀기 : bunzip2

bunzip2 arch_test.tar.bz2

tar cvf my.tar /etc/fonts/  -- 묶기
tar cvJf my.tar.xz /etc/fonts/  -- 묶기+xz로 압축
tar cvzf my.tar.gz /etc/fonts/  -- 묶기+gzip로 압축
tar cvjf my.tar.bz2 /etc/fonts/  -- 묶기+bzip2로 압축
tar tvf my.tar  -- 파일 확인
tar xvf my.tar  -- tar 풀기

tar Cxvf newdir my.tar  -- newdir에 tar 풀기
tar xJf my.tar.xz  -- xz 압축 풀기+tar 풀기
tar xzf my.tar.gz  -- gzip 압축 풀기+tar 풀기
tar xjf my.tar.bz2  -- bzip2 압축 풀기+tar 풀기

파일 아카이브와 압축 해보기

tar 아카이브를 현재 디렉터리에 풀기

tar xvf T.tar

tar 아카이브를 지정된 디렉터리에 풀기

tar xvf T.tar -C ./test

tar 아카이브의 내용 확인하기

tar tvf T.tar

현재 디렉터리를 tar로 묶고 gzip으로 압축하기

tar cvzf T.tar.gz *

gzip으로 압축된 tar 아카이브를 현재 디렉터리에 풀기

tar xvzf T.tar.gz

현재 디렉터리를 tar로 묶고 bzip2로 압축하기

tar cvjf T.tar.bz2 *

bzip2로 압축된 tar 아카이브를 현재 디렉터리에 풀기

tar xvjf T.tar.bz2

문제 11-03

새로운 zip_test.d 디렉터리 생성하기
zip_test.d 디렉터리로 이동하기
touch 명령으로 ex_01.txt와 ex_02.txt 파일 생성하기
gedit 창에서 ex_01.txt와 ex_02.txt 파일에 간단한 내용 각각 편집하기
cd ~ 명령으로 사용자 계정의 홈 디렉터리로 이동하기
tar 명령으로 zip_test.d 디렉터리를 대상으로 아카이브 ac_zip.tar 생성하기
아카이브 ac_zip.tar의 내용 확인하기
ac_zip.tar 아카이브 풀기

$ mkdir zip_test.d
$ cd zip_test.d
$ touch ex_01.txt ex_02.txt
$ gedit ex_01.txt
$ gedit ex_02.txt
$ cd ~
$ tar cvf ac_zip.tar zip_test.d
$ tar tvf ac_zip.tar
$ tar xvf ac_zip.tar

소프트웨어 컴파일

컴파일러의 개념 (광의의 개념)

자연어로 작성된 고급언어를 컴퓨터가 이해할 수 있는 기계어로 번역해 주는 SW
자연어를 기계어로 번역해 주는 과정을 컴파일(Compile)이라고 함

gcc 컴파일러

우분투에서 사용하는 C언어 기본 컴파일러는 gcc
관련 패키지가 설치되어 있지 않으면 패키지를 설치하기

aptitude show gcc : aptitude 명령으로 gcc 패키지가 설치되어 있는지 확인

sudo apt-get install gcc : gcc 패키지가 설치 안되어있을 때 패키지 설치

gcc 컴파일러 사용

실행 파일의 이름을 사용자가 지정하지 않으면 기본적으로 a.out 파일명으로 생성됨

현재 디렉터리의 경로를 지정하기 위해 ./를 사용하여 ./a.out 명령으로 실행

gcc -o [변경할 실행파일명] [C 프로그램 소스 파일명]

geany 에디터 설치

sudo apt-get install geany

sudo apt-get install geany-plugins

geany 컴파일러 사용

-c : 링킹 전단계까지 오브젝트 파일을 만들어놓은 상태 (? 확실 X)

컴파일 → 빌드 → 실행

**void qsort(void *base, size_t nmemb, size_t size, int (*compare)(const void , const void ));

#include <stdlib.h>에 정의된 quick sort 알고리즘 라이브러리 함수
base: 정렬할 배열의 시작 주소
nmemb: 배열 요소의 개수
size: 배열의 한 요소당 크기 (bytes 단위)
compare: 비교 함수의 포인터

**int compare(const void a, const void b)

반환값에 따라 요소들의 순서를 결정
비교 함수는 두 void * 포인터를 받아 정수로 캐스팅 후 값을 비교

반환값	의미	정렬 결과
< 0	a가 b보다 작다	a가 b보다 앞에 온다
== 0	a와 b가 같다	순서 유지 (stable 아님)
> 0	a가 b보다 크다	a가 b보다 뒤에 온다

stable: 순서를 보장하는 것

코딩 실습

예제) qsort_example.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 오름차순 비교 함수
int compare(const void *a, const void *b) {
	return (*(int*)a - *(int*)b);
}

int main() {
	int arr[] = {7, 2, 9, 4, 3, 8, 1};
	int n = sizeof(arr)/sizeof(arr[0]);
	
	printf("정렬 전 배열: ");
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\\n");
	
	qsort(arr, n, sizeof(int), compare);
	
	printf("정렬 후 배열: ");
	for (int i = 0; i < n; i++) {
		printf("%d ", arr[i]);
	}
	printf("\\n");
	
	return 0;
}

cf. (int)a : dereferencing

문제 설명

문자열 배열이 주어졌을 때, 다음 기준에 따라 정렬하여 출력하시오.

문자열 길이가 짧은 순서대로 정렬한다.
길이가 같다면 사전 순으로 앞선 문자열이 먼저 오도록 정렬한다.

입력

첫 줄에 정렬할 문자열의 개수 N이 주어진다. (1≤N≤100)
이후 N개의 줄에 문자열이 한 줄에 하나씩 주어진다.
문자열은 알파벳 소문자로만 구성되며, 길이는 최대 100자이다.

출력

정렬된 결과를 한 줄에 하나씩 출력한다.

입력 예시:

apple

kiwi

banana

pear

grape

출력 예시:

kiwi

pear

apple

grape

banana

답)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX 100
#define MAX_LEN 101

// 문자열 비교 함수
int compare(const void *a, const void *b) {
	const char *str1 = *(const char **)a;
	const char *str2 = *(const char **)b;
	
	int len1 = strlen(str1);
	int len2 = strlen(str2);
	
	if (len1 != len2) {
		return len1 - len2;
	} else {
		return strcmp(str1, str2);
	}
}

int main() {
	int N;
	char *words[MAX];
	
	scanf("%d", &N);
	getchar(); // 개행 문자 제거
	
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		words[i] = malloc(MAX_LEN * sizeof(char));  // 동적 할당
		fgets(words[i], MAX_LEN, stdin);
		words[i][strcspn(words[i], "\\n")] = '\\0'; // 개행 제거
	}
	
	qsort(words, N, sizeof(char *), compare);
	
	for (int i = 0; i < N; i++) {
		printf("%s\\n", words[i]);
		free(words[i]);
	}
	
	return 0;
}

words[i][strcspn(words[i], "\n")] = '\0';

널 문자를 넣어서 문자열을 끝내야 하는데 “\0” 를 쓰면 널 문자를 가리키는 포인터로 해석될 수 있기 때문에 작은 따옴표로 써야 함

[리눅스 기초] 10 프로세스 관리

도도히히 — Sat, 17 Jan 2026 09:57:20 +0900

프로세스

프로세스 번호와 작업 번호

프로세스 번호
- CPU가 프로세스를 구분하기 위해 부여되는 고유 번호
- 각 프로세스가 가지는 고유의 번호를 PID라고 함
작업 번호 (Job number)
- 현재 셸에서 실행되는 작업을 구분·제어하기 위해 셸에서 부여하는 식별 번호

프로세스 서비스와 관계

데몬 프로세스
- 우분투에서 특정 서비스를 제공하기 위해 존재하는 프로세스
- 시스템 백그라운드에서 계속 실행되며 특정 기능이나 서비스를 제공하는 프로세스
부모-자식 관계의 프로세스
- 부모 프로세스는 PPID를 가지며 자식 프로세스는 PID를 보유

고아 프로세스와 좀비 프로세스 (이 부분은 흘려들으라고 하심)

고아 프로세스
- 부모-자식 관계의 프로세스에서 자식 프로세스가 종료되지 않은 상태에서 부모 프로세스가 종료되는 경우
- 고아 프로세스의 종료는 1번 프로세스를 부모 프로세스로 의존하게 되어 작업을 무난히 마치고 프로세스를 종료하게 됨
좀비 프로세스
- 부모 프로세스가 자식 프로세스의 종료를 기다린 뒤에 종료를 처리해 주는 정상적인 과정을 거치지 않고 부모 프로세스를 종료할 경우 발생하게 되는 프로세스를 의미 (자식 프로세스가 종료된 상태)
- 좀비 프로세스는 kill 명령으로 제거할 수 없음 (SIGCHLD 시그널을 부모 프로세스에 보내 부모 프로세스가 자식 프로세스를 정리하도록 수행하거나 부모 프로세스 자체를 종료해야만 좀비 프로세스를 제거할 수 있음)

프로세스 관리 명령

프로세스 상태 확인: ps 명령

우분투에서 ps 명령의 옵션은 유닉스, BSD, GNU 3가지 유형으로 지원

ps [옵션] : 현재 실행 중인 프로세스의 상태 확인

옵션

<유닉스 옵션>

-e : 시스템에서 실행 중인 모든 프로세스의 정보 출력

-f : 프로세스에 대한 상세한 정보 출력

-u UID : 특정 사용자에 대한 모든 프로세스의 정보 출력

-p PID : PID로 지정한 특정 프로세스의 정보 출력

a : 터미널에서 실행한 프로세스의 정보 출력

u : 프로세스 소유자의 이름, CPU와 메모리 사용량 등 상세한 정보 출력

x : 시스템에서 실행 중인 모든 프로세스의 정보 출력

--pid PID 목록 : 목록으로 지정한 특정 PID 정보 출력

옵션 한번에 여러 개 사용 가능

ps : 프로세스 목록 출력 (현재 프로세스 상태 정보)

항목	의미
PID	실행 중인 프로세스를 구별하기 위한 프로세스의 고유 ID
TTY	프로세스가 시작되고 있는 현재 터미널 번호
TIME	해당 프로세스가 현재까지 사용된 CPU의 시간과 양
CMD	프로세스가 실행한 명령이 무엇인지를 알려줌

각 터미널마다 PID와 TTY가 다름

cf. sudo cat /etc/passwd | tail : ??

ps -f : 현재 프로세스의 상세한 정보 출력

항목	기능
UID	프로세스를 실행한 사용자 ID
PID	실행 프로세스 번호
PPID	부모 프로세스 번호
C	CPU 사용량을 % 값으로 표시
STIME	프로세스 시작 날짜 또는 시각
TTY	터미널의 종류와 번호
TIME	프로세스 실행 시간
CMD	실행되고 있는 프로그램 이름

cf. ps -p PPID (이때 CMD가 bash인 PPID 입력) : CMD가 gnome-terminal임

프로세스 관리

특정 프로세스 정보를 검색할 때는 pgrep 명령 사용
ps 명령과 grep 명령을 하나로 통합하여 만든 명령어로 인식
pgrep 명령은 옵션 다음에 선언한 인자와 일치하는 패턴의 프로세스를 찾아 PID를 알려줌

pgrep [옵션] [인자] : 인자와 일치하는 패턴의 프로세스 정보 출력

옵션

-x : 인자와 정확히 일치하는 패턴의 프로세스 정보 출력

-n : 인자를 포함하고 있는 가장 최근의 프로세스 정보 출력

-u 사용자 계정 이름 : 특정 사용자 계정에 대한 모든 프로세스의 정보 출력

-l : PID와 프로세스의 이름 출력

-t term : 특정 단말기와 관련된 프로세스의 정보 출력

pgrep -x bash : bash 프로세스의 PID 정보 출력

pgrep -l bash : bash 프로세스의 PID와 프로세스의 이름 출력

ps -fp $(pgrep -x bash) : pgrep -x bash 명령의 실행 결과(PID 목록)을 ps 명령의 -p 옵션에 전달

cf. $(pgrep -x bash): command substitution

kill 명령으로 프로세스 종료
- 프로세스를 종료하는 kill 명령은 종료할 프로세스에 인자로 지정한 숫자 메시지를 시그널로 보내 해당 프로세스를 종료
- 프로세스에 보내는 시그널은 인터럽트, 프로세스 종료, 강제 종료 등의 숫자로 기능이 지정되어 있음

kill [시그널] PID : 프로세스 종료를 위해 지정한 시그널을 해당 프로세스에 전달

시그널

-2 : 인터럽트 시그널 전송 (Ctrl+C)

-9 : 프로세스 강제 종료

-15 : 프로세스가 관련 파일을 정리 후 종료 (종료되지 않는 프로세스도 존재)

kill 명령으로 프로세스를 종료하기 위해 2개의 터미널 창 실행

yes > /dev/null : 무한루프 명령 수행

cf. /dev/null : 아무런 반응을 하지 않는 장치 선언, yes: yes 라는 문자열을 화면에 반복해서 출력하라는 의미

Ctrl+C를 누르면 강제 종료됨 (Ctrl+Z는 일시 중단)

강제 종료 방법

새 터미널에서 ps -ef | grep yes 로 PID 확인 → kill -9 PID로 강제 종료
ps -fp $(pgrep -x yes) → kill -9 PID

pkill 명령으로 프로세스 종료 (잘 사용하진 X)
- kill 명령와 같이 시그널을 보내는 방식은 같음
- PID를 보내는 것이 아니라 프로세스의 명령이름으로 프로세스를 찾아서 종료해 줌 (kill 명령과 차이점)
- 같은 명령으로 수행한 프로세스를 명령 이름으로 찾아주기 때문에 pkill yes와 같이 한꺼번에 같은 이름의 명령을 찾아서 모두 종료할 수 있다는 편의성 제공

문제 10-01

ps 명령과 옵션으로 프로세스의 상세한 정보 출력하기
pgrep 명령으로 bash를 실행하고 있는 프로세스의 PID 출력하기
ps 명령과 옵션으로 터미널에서 실행한 프로세스의 정보 출력하기

$ ps -f
$ pgrep -x bash
$ ps a

포그라운드와 백그라운드

포그라운드

터미널 창에서 명령어를 입력하면 셸은 사용자가 입력한 명령을 수행하여 그 결과를 화면에 보여줌
사용자는 화면에 나타난 출력결과를 보고 다른 명령을 입력하는 대화식으로 수행하는 작업
즉, 사용자와 상호작용을 하여 작업을 수행하도록 해주는 프로세스를 포그라운드 작업이라 함

백그라운드

프로세스가 실행되었지만 직접 눈으로 프로세스가 확인되지 않는 작업
ex) 백신 프로그램, 서버 데몬 등과 같이 화면에 나타나 눈에 보이지는 않지만 실행되는 명령 작업
이때 수행하는 프로세스를 백그라운드 프로세스라 함

sleep 10 : 10초 동안 포그라운드 작업 (작업이 끝날 때까지 기다려야 함)

sleep 30& : 30초 동안 백그라운드 작업 (다른 작업 수행 가능)

작업 제어

포그라운드 작업을 백그라운드 작업으로 전환하거나 백그라운드 작업을 포그라운드 작업으로 전환하는 제어를 의미
작업 제어는 작업 전환과 작업의 일시 중지, 작업 종료로 구분되어 수행됨
jobs 명령: 현재 실행중인 작업 목록 출력 (멈춰있는 작업도 포함)

jobs [%작업 번호] : 작업 목록 출력

%작업 번호

%번호 : 해당 작업의 정보만 출력

%+ 또는 %% : 작업순서가 +인 작업 정보를 출력

%- : 작업순서가 -인 작업 정보를 출력

sleep 20&

sleep 30&

sleep 10

jobs (포그라운드 작업은 목록에 보이지 않음)

작업 전환

현재 포그라운드로 실행 중인 작업을 백그라운드 작업으로 전환하거나 백그라운드 작업을 포그라운드로 전환

명령	의미
Ctrl+Z 또는 stop [%작업 번호]	포그라운드 작업을 잠시 중단
bg [%작업 번호]	작업 번호가 지시하는 작업을 백그라운드 전환
fg [%작업 번호]	작업 번호가 지시하는 작업을 포그라운드 전환

sleep 100

Ctrl+Z 눌러 일시 중단

bg %1 : 백그라운드로 작업 전환

cf. bg 명령만 사용할 경우 작업순서가 +인 작업에 대해서만 적용됨

jobs

→ sleep 100이 sleep 100&로 전환되어 작업 목록에 보이게 됨

포그라운드 작업 종료 : Ctrl+C (Ctrl+Z는 작업 일시 중지)

포그라운드 작업은 Ctrl+C를 누르면 대부분 종료
또다른 방법은 해당 프로세스의 PID를 찾아서 강제 종료

Ctrl+C를 눌러 현재 수행 중인 포그라운드 작업을 강제로 종료하고 jobs 명령으로 작업 목록을 확인해보면 수행 중인 작업이 없는 것을 알 수 있음

백그라운드 작업 종료 : kill

kill 명령을 사용하여 강제 종료
인자는 PID 대신 ‘%작업 번호’ 를 선언해도 됨

kill PID 또는 kill %작업 번호

문제 10-02

터미널 창에서 gedit 명령 수행하기
실행 중인 gedit를 정지된 작업으로 만들기
터미널 창에서 수행 중인 백그라운드 작업 목록 확인하기
정지 중인 백그라운드 작업을 포그라운드 작업으로 전환하기
단축키를 사용하여 수행 중인 포그라운드 작업 강제 종료하기
현재 수행 중인 작업 목록 출력하기

$ gedit 
$ Ctrl+Z 누르기
$ jobs
$ fg %1
$ Ctrl+C 누르기
$ jobs

SQL 기본 문법 (2)

도도히히 — Wed, 12 Nov 2025 10:40:03 +0900

1. 데이터 조작 (INSERT, UPDATE, DELETE)

INSERT (삽입): 테이블에 새 데이터를 삽입
- 기본: INSERT INTO 테이블 VALUES (값1, 값2, ...);
- 열 지정: INSERT INTO 테이블 (열1, 열2) VALUES (값1, 값2);
- 대량 삽입: INSERT INTO 테이블 SELECT ... 구문을 사용하여 다른 테이블의 데이터를 한 번에 삽입할 수 있음
- 테이블 생성 + 삽입: CREATE TABLE 새테이블 (SELECT ...)을 사용하면 SELECT 결과로 새 테이블을 바로 생성할 수 있음
UPDATE (수정): 기존 데이터를 수정
- 구문: UPDATE 테이블 SET 열1=값1, 열2=값2 WHERE 조건;
- WHERE 절을 생략하면 테이블의 모든 행이 수정됨
DELETE (삭제): 데이터를 행 단위로 삭제
- 구문: DELETE FROM 테이블 WHERE 조건;
- WHERE 절을 생략하면 테이블의 모든 데이터가 삭제됨
- LIMIT 절을 사용해 삭제할 행 수를 제한할 수 있음

2. MySQL 데이터 형식

숫자 형식:
- 정수: TINYINT(1바이트), SMALLINT(2바이트), INT(4바이트), BIGINT(8바이트)
- 실수: FLOAT(4바이트), DOUBLE(8바이트)
- 정밀 소수: DECIMAL(m, d) (전체 m자리 중 소수점 이하 d자리)
문자 형식:
- CHAR(n): 고정 길이 문자열 (1~255)
- VARCHAR(n): 가변 길이 문자열 (1~65535)
- TEXT / BLOB: 매우 긴 텍스트(문자) 또는 바이너리 데이터(이미지, 파일 등)를 저장

3. 내장 함수

형 변환 함수:
- CAST(expression AS 데이터형식)
- CONVERT(expression, 데이터형식)
- 예: SELECT CAST(AVG(amount) AS SIGNED INTEGER) ... (평균값을 정수로 변환)
문자열 함수:
- ASCII(문자) , CHAR(숫자): 아스키코드 변환
- LENGTH(문자열): 바이트 수 (UTF-8에서 한글은 3바이트)
- CHAR_LENGTH(문자열): 문자 수
- CONCAT(...) , CONCAT_WS(구분자, ...): 문자열 연결
- LOWER() , UPPER(): 대소문자 변환
- LEFT(문자열, 길이) , RIGHT(문자열, 길이): 문자열 자르기
수학 함수:
- ABS(숫자): 절댓값
- CEILING(숫자): 올림
- FLOOR(숫자): 내림
- ROUND(숫자): 반올림
- RAND(): 0 이상 1 미만의 난수
- TRUNCATE(숫자, 정수): 소수점 기준 버림
시스템 함수:
- SLEEP(초): 지정된 시간(초) 동안 실행을 멈춤
- VERSION(): MySQL 버전을 반환

4. 조인 (JOIN)

두 개 이상의 테이블을 묶어 하나의 결과 테이블로 만드는 기능

cookDB의 userTBL (회원)과 buyTBL (구매)처럼 '일대다' 관계 테이블을 연결할 때 유용

INNER JOIN (내부 조인): 두 테이블에 모두 공통으로 존재하는 데이터만 결합
- 구문: ... FROM 테이블1 INNER JOIN 테이블2 ON 테이블1.열 = 테이블2.열
- 테이블 이름이 길 경우 userTBL U, buyTBL B와 같이 별칭(Alias)을 사용하면 쿼리가 간결해짐
- DISTINCT와 함께 사용하면 '구매 이력이 있는 회원 목록'을 중복 없이 조회할 수 있음
OUTER JOIN (외부 조인): 조인 조건을 만족하지 않는(짝이 없는) 행까지 포함하여 출력
- LEFT OUTER JOIN: 왼쪽 테이블(먼저 쓴 테이블)의 모든 행을 포함 (오른쪽 테이블에 짝이 없으면 NULL로 표시됨)
- RIGHT OUTER JOIN: 오른쪽 테이블의 모든 행을 포함
- 외부 조인과 WHERE ... IS NULL 조건을 조합하면 '구매 이력이 없는 회원'을 찾을 수 있음
CROSS JOIN (상호 조인): 한쪽 테이블의 모든 행과 다른 쪽 테이블의 모든 행을 결합 (카티션곱) (결과 행 수 = A테이블 행 수 × B테이블 행 수)
UNION / UNION ALL: 두 SELECT 문의 결과를 위아래로 합침
- UNION: 중복된 행은 제거하고 합침
- UNION ALL: 중복 여부와 상관없이 모두 합침
NOT IN / IN: 서브쿼리와 함께 사용하여 특정 조건을 제외하거나 포함
- 예: ... WHERE userName NOT IN (SELECT ... WHERE mobile1 IS NULL) (휴대폰 번호가 없는 회원을 제외)

[네트워크 보안] 인터넷 프로토콜(IP)

도도히히 — Tue, 11 Nov 2025 00:14:59 +0900

인터넷 프로토콜

TCP/IP 프로토콜이 사용하는 전송 메커니즘
신뢰성이 없고 최선의 노력 전달 서비스 제공
데이터그램을 사용하는 패킷 교환망을 위한 비연결형 프로토콜

데이터그램

IPv4 데이터그램

IP 계층의 패킷
가변 길이 패킷, 헤더와 데이터 부분으로 구성
헤더: 20바이트 ~ 60바이트
- 기본 헤더가 20바이트, 옵션 헤더가 0~40바이트로 가변적
라우팅(경로 지정)과 전달에 필요한 정보 포함
헤더를 4바이트(32비트) 단위로 표시

헤더 내의 필드

버전(VER)

4비트
IP 프로토콜의 버전

헤더 길이(HLEN)

4비트
데이터그램 헤더의 전체 길이 4바이트 단위로 표시
- 5(=45=20bytes)에서 15(=415=60bytes)까지 표현

서비스 유형(TOS)

8비트
데이터그램 처리 방식 정의
일부는 데이터그램 우선순위, 나머지는 서비스 유형 정의
처음 6비트는 코드포인트 부필드
- 과거에는 마지막 2비트 사용 X
- 현재는 DSCP가 삽입되어 마지막 2비트에 ECN
IPv6에서는 Traffic Class 라는 이름으로 정의
오른쪽 세 비트가 0일 경우 왼쪽 세 비트는 우선순위
- 혼잡과 같은 문제가 발생했을 경우 데이터그램의 우선순위 정의
- 혼잡이 발생해 폐기해야 하는 경우 가장 낮은 우선순위 값을 가진 데이터그램을 우선적으로 폐기
(변경 전) 오른쪽 세 비트가 0이 아닐 경우(6비트: bit0~bit5)
- bit 3: delay(지연) → 0: 보통의 지연, 1: 높은 지연
- bit 4: throughput(처리율) → 0: 보통 처리율, 1: 높은 처리율
- bit 5: reliability(신뢰성) → 0: 보통 신뢰성, 1: 높은 신뢰성
(변경 후) 인터넷 당국이나 지역 당국에 의해 부여된 우선순위에 따라 56가지의 서비스 정의
- xxxxx0: 표준 목적, 24가지 (인터넷 당국 지정)
- xxxx11: 실험용/로컬, 16가지 (지역 당국 지정)
- xxxx01: 실험용/예약, 16가지
ECN(명시적 혼잡 알림)필드
- 00: 패킷이 ECN 기능 사용하지 X
- 01 또는 10: 발신 측에서 종단점이 ECN 기능을 수용함
- 11: 라우터가 혼잡이 발생했음을 알리기
- 새로운 정의에서는 사용되지 X ← 이게 무슨 뜻인지..??

전체 길이(Total Length)

16비트
헤더와 데이터를 포함하는 전체 길이를 바이트 단위로 표시 (65535 바이트로 제한)
상위 계층으로부터 받은 데이터 길이 = 전체 길이 - 헤더 길이
헤더의 길이= HLEN 필드 값 * 4
실제 데이터 영역의 크기 확인이 요구되는 경우 필요

식별(identification)

16비트
단편화

플래그(flags)

3비트
단편화

단편화 옵셋(fragmentation offset)

13비트
단편화

식별, 플래그, 단편화 옵셋은 뒤에 나오는 단편화 파트에서 조금 더 자세히 다룰 것

수명(time to live)

8비트
데이터그램은 전달되는 동안 제한된 수명을 가짐 (폐기되기 전 지나갈 수 있는 홉의 개수 지정)
타임스탬프 기능 수행을 위해 설계
필드의 값이 0이 되면 데이터그램 폐기 (방문되는 라우터에 의해 감소)
라우팅 테이블이 잘못된 경우를 위해 필요 (잘못된 상황으로 인해 네트워크가 혼잡해질 수 있는 상황 관리)
- 라우팅 정보 오류로 데이터그램이 네트워크에 머무를 수 있음
패킷의 전달 범위 제한
- 1로 제한하는 경우 지역 네트워크 내에서만 사용 가능

프로토콜(protocol)

8비트
상위 계층 프로토콜 정의
여러 종류 상위 계층 프로토콜 캡슐화 O
- TCP/UDP: 전송 계층
- ICMP/IGMP: 네트워크 계층
  - 같은 네트워크 계층이지만 IP 프로토콜의 전달 서비스를 이용하므로 상위 계층이라고 할 수 있음
ICMP/IGMP/OSPF는 IP의 상위 프로토콜(같은 계층이지만)
- 프로토콜의 헤더가 IP 패킷의 데이터에 해당
1 → ICMP, 2 → IGMP, 6 → TCP, 17 → UDP, 89 → OSPF

검사합(checksum)

16비트
오류 확인을 위한 검사합

발신지 주소(source address)

32비트
발신지의 IP 주소

목적지 주소(destination address)

32비트
목적지의 IP 주소

예제

처음 8비트가 다음과 같은 IP 패킷이 도착 (01000010)

수신자가 이 패킷을 폐기하는 이유를 설명하기

답(풀이)

오른쪽의 4비트가 HLEN에 해당하는 부분인데 이는 2 * 4 = 8바이트로 헤더의 최소 바이트 수인 20에 미치지 못함

예제

HLEN의 값이 2진수로 1000. 이 패킷에 옵션이 몇 바이트 있는지?

답(풀이)

HLEN의 값은 8이고 이는 헤더 내 총 바이트 수가 32바이트임을 의미

주 헤더가 20바이트이므로 옵션은 12바이트가 있음

IPv6 데이터그램

기본 헤더 40바이트, 페이로드(최대 65535 바이트)로 구성
페이로드: 선택적인 확장 헤더 + 상위 계층에서 온 데이터

버전

4비트
IP의 버전 정의

트래픽 클래스(traffic class)

8비트
페이로드 구분하는 데 쓰임
IPv4의 서비스 클래스(TOS) 필드를 대신함

흐름 레이블(flow label)

20비트
패킷들의 흐름에 대한 특성
기본적으로 0, 실시간 데이터의 트래픽을 나타내기 위해 0이 아닌 값으로 설정
IPv6에서 연결형 서비스를 제공하기 위해 사용
- IPv4에서는 MPLS라는 별도의 헤더를 통해 연결형 서비스 제공

페이로드 길이

16비트
기본 헤더를 제외한 IP 데이터그램의 전체 길이를 정의

다음 헤더

8비트
데이터그램에서 기본 헤더 다음의 헤더를 정의
IP에 의해 이용되는 선택적인 확장 헤더 또는 상위 계층 프로토콜을 위한 헤더
기본 고정 헤더 뒤 선택적인 확장 헤더가 뒤따라올 수 O
기본헤더만 라우터에서 처리, 확장 헤더는 종류에 따라 처리 방식 다름
헤더 확장 방법
- 옵션 헤더가 없을 경우 바로 이어서 페이로드 영역에 헤더와 데이터가 옴
- 옵션 헤더가 있을 경우 그에 맞는 옵션을 추가하기(여러번 추가할 수도 있음)
  - 기본헤더 이후의 확장 헤더들은 모두 페이로드 영역에 들어감

홉 제한

8비트
IPv4의 TTL 필드와 같은 목적

발신지 주소

16바이트(128비트)
데이터그램의 원래 발신지 주소 식별

목적지 주소

16바이트(128비트)
최종 목적지
발신지 라우팅 사용되면 이 필드는 다음 라우터 주소 기재

흐름 레이블

IPv4: MPLS라는 별도의 헤더(필드)를 사용해 IPv4 패킷 캡슐화
IPv6: 흐름 레이블이 데이터그램 형식에 추가되어 연결형 서비스를 디폴트로 포함시켜 데이터그램 설계

cf. 흐름 레이블은 발신지 호스트에 의해 패킷에 할당됨

호스트가 흐름 레이블을 제공하지 않으면 이 필드를 0으로 설정

동일 흐름에 속하는 모든 패킷은 동일한 조건에서 처리

IPv4와 IPv6 헤더 비교

IPv6에서 헤더의 길이는 고정됨 → 헤더 길이 필드 X
IPv6에서 서비스 유형 필드(TOS) 없음
- 트래픽 클래스와 흐름 레이블 필드가 기능을 대신함
IPv6에 총 길이 필드 X, 페이로드 길이 필드로 대체
식별, 플래그, 단편화 옵셋 필드가 IPv6 기본 헤더에 X, 단편화 확장 헤더에 포함
IPv4에서의 TTL필드 → IPv6에서의 홉 제한
프로토콜 필드(IPv4) → 다음 헤더 필드(IPv6)
헤더 검사합은 상위 계층 프로토콜에서 제공되므로 IPv6에서는 필요X
IPv4의 옵션 필드(헤더 영역) → IPv6의 확장 헤더(페이로드 영역)

단편화

데이터그램의 크기를 MTU 이하로 작게 나누어 전송

최대 전달 단위(MTU)

데이터그램의 크기는 MTU보다 작아야 함
네트워크 프로토콜마다 값이 다름

식별자

16비트
동일한 데이터그램의 식별을 위한 값(같은 데이터그램인지 확인)
식별자 유일성 보장 → 카운터 사용 (1씩 증가)
목적지에서 데이터그램을 재조립시 사용

플래그

3비트
첫 비트 사용 X
2번째 비트: do not fragment → 1인 경우 단편화 금지
- 1인 경우 단편화가 필요하면 데이터그램 폐기하고 ICMP 메시지를 발신지 호스트로 전송해 오류 상황 전달
3번째 비트: more fragment → 1인 경우 마지막 단편이 아니라는 뜻

단편화 옵셋

13비트
전체 데이터그램 내에서 단편의 상대적 위치
원래의 데이터그램 내에서 데이터의 옵셋을 8바이트 단위로 나타냄

옵션

특징

고정된 기본 헤더 부분(20바이트)과 가변인 옵션 부분(0~40바이트)으로 나뉨
최대 길이는 40바이트, 32비트(4바이트)의 배수가 되도록 패딩됨
네트워크를 시험하거나 디버그하기 위해 사용

형식

유형 필드, 길이 필드, 가변 길이의 값 필드로 구성
TLV라고 함 (Type-Length-Value)

유형(Type)

복사
- 1비트
- 단편화에 옵션을 포함시킬 것인지 제어
- 0: 첫번째 단편에만 복사
- 1: 모든 단편에 복사
클래스
- 2비트
- 옵션의 목적 정의
- 첫 번째 비트만 의미를 가짐
  - 00: 데이터그램의 제어에 사용
  - 10: 디버그나 관리 목적
  - 01, 11: 정의 X
번호
- 5비트
- 옵션의 유형 정의
  - 32개의 유형 정의할 수 있지만 현재 6개의 유형만 정의

길이(Length)

코드 필드와 길이 필드를 포함한 옵션의 전체 길이 정의
모든 옵션 유형에 있지 X

값(Value)

특별한 옵션이 필요로 하는 데이터 포함
모든 옵션 유형에 있지 X

옵션 유형

6개의 값만 실제로 사용
- 2개: 1바이트 옵션, 길이나 데이터 필드 필요 X
- 4개: 다중 바이트 옵션, 길이와 데이터 필드 필요

1바이트 옵션 유형

No Operation
- 옵션들 사이의 여백을 채워줌
  - 송신측이 필드를 4바이트의 배수가 되도록 채우기 위함
End of Option
- 옵션의 필드 끝에 패딩할 목적으로 사용
  - 마지막 옵션으로만 사용 가능
  - 오직 하나의 옵션 종료만 사용 가능
- 옵션 필드의 경계를 맞추기 위해 1바이트 이상 필요하면 No Operation 사용 후 마지막에 End of Option 사용

다중 바이트 옵션 유형

Record Route 옵션
- 데이터그램을 처리한 인터넷 라우터들을 기록
  - 40바이트에 최대 9개의 IP 주소 기록 가능
- 발신지는 공간을 미리 준비(방문되는 라우터에 채워질 수 있는 공간)
- 유형과 길이 필드: 앞의 형식과 동일
- 포인터 필드: 사용 가능한 첫 번째 빈 엔트리의 위치 정보 포함
- 데이터그램을 가지고 있는 라우터는 포인터 필드의 값과 길이 필드 비교
  - 포인터 값 초기에 4로 설정
- 비교 결과에 따라 자신의 IP 주소를 빈 필드에 넣음
  - 포인터 필드의 값이 길이보다 크면 새로운 IP를 추가할 수 X
- IP를 기록할 때 포인터 값 4만큼 증가 (길이는 byte 단위)
Strict Source Route 옵션
- 경로를 미리 지정
- 비용 면에서 장점
- 대부분 사용자는 결과적으로 이 옵션 사용할 수 X (인터넷의 물리적인 접속형태를 모르므로)
- 송신자가 모든 IP 주소 지정한 점 제외 Record Route 옵션과 유사
- 라우터는 포인터의 값과 길이 값 비교
- 포인터 값 < 길이 값 → 라우터는 포인터가 가리키고 있는 IP 주소와 데이터그램이 들어온 IP 주소 비교
  - 포인터 값 > 길이 값: 지정된 라우터 모두 방문했음
  - 더 이상 이동 X, 데이터그램 폐기 & 오류 메시지 발송
- IP주소가 같다면 데이터그램 처리, 다르다면 현재 IP 주소를 나가는 IP 주소로 대치, 포인터 4만큼 증가, 데이터그램 계속 전달
  - 목적지까지 도착했는데 IP 주소가 다른 경우(지정된 경로와 다르게 도착) 데이터그램 폐기 & 오류 메시지 발송
Loose Source Route 옵션
- Strict Source Route와 경로 비슷
- 리스트 속의 라우터는 반드시 방문해야 하나 리스트에 없는 라우터 방문도 가능
Timestamp 옵션
- 라우터가 데이터그램을 처리하는 시간을 기록
- 세계 표준시 자정으로부터의 milisecond 단위 표시
- 하나의 라우터에서 다른 라우터까지 가는데 걸리는 시간 추정 가능
- code 0100100 → copy=1, class=10, number=00100(timestamp)
- overflow 필드: 공간 부족으로 타임스탬프를 기록하지 못한 라우터의 수
- 플래그 필드: 방문된 라우터의 의무
  - 0: 타임스탬프만 추가
  - 1: 나가는 IP 주소와 타임스탬프 기록
  - 3: 주어진 IP 주소와 데이터그램이 들어오는 IP 주소 비교, 같으면 라우터 IP 주소에 자신의 나가는 IP 주소를 덮어쓰고 타임스탬프 추가 (경로가 미리 지정된 경우 더 정확하게 측정)

검사합

대부분의 TCP/IP 프로토콜에 의해 사용되는 오류 검출 방법

패킷의 전달 중에 발생할 수 있는 오류에 대한 보호

송신자에 의해 계산, 패킷과 함께 전송

수신자는 패킷에 대해 동일한 값 계산

결과 만족되면 받아들여짐, 그렇지 않으면 폐기

송신자의 검사합 계산

메시지 16비트 워드로 구분
검사합 워드의 초기값 0
검사합을 포함한 모든 워드를 더한 후 1의 보수 취하기
그 최종값이 검사합
검사합 + 데이터 함께 송신

수신자의 검사합 계산

검사합이 포함된 수신 메시지를 16비트 워드 단위로 구분
모든 워드를 더하고 1의 보수 취함
그 최종값이 새로운 검사합
검사합의 값이 0이면 오류 X (0이 아니면 오류 O)

검사합을 헤더에 대해서만 계산하는 이유

헤더는 라우터를 방문할 때마다 변경될 수 있는 부분으로, 무결성 확인 필요
데이터가 포함되면 많은 처리 시간 필요 (비용 관점)

[네트워크 보안] IP 패킷 전달과 포워딩

도도히히 — Mon, 10 Nov 2025 22:07:14 +0900

연결형과 비연결형 서비스

연결형 서비스

패킷을 보내기 전에 목적지의 네트워크층 프로토콜과 연결 설정(경로 설정에 의해)
연결 설정되면 발신지에서 목적지로 패킷들 전달
- 순서대로 하나씩 전달
- 모든 패킷은 같은 경로를 통해 전달
메시지에 속한 모든 패킷이 전달되면 연결 해제

비연결형 서비스

각 패킷은 서로 독립적으로 처리
같은 목적지에 전달되더라도 서로 다른 경로로 전달될 수 있음
IP 프로토콜은 비연결형 프로토콜

전달

전달을 위한 네트워크층의 역할

물리적인 네트워크에 의해 패킷이 처리되는 과정 감독
패킷 포워딩을 통해 발신지에서 목적지까지의 전달 이루어짐

전달 방법

직접 전달
간접 전달

직접 전달

특징

최종 목적지가 전달자와 같은 네트워크에 연결되어 있는 호스트
- 패킷의 발신지와 목적지가 같은 네트워크에 위치
- 최종 라우터와 목적지 호스트 사이에 수행
직접 전달여부 확인 방법
- 목적지 주소에서 netid 추출한 후 현 네트워크 주소와 비교
- 같은 경우 송신자는 목적지 IP 주소를 이용해 목적지 물리 주소를 찾아서(ARP 이용) 데이터 링크층으로 보내어 패킷 직접 전달

간접 전달

특징

최종 목적지가 발신지와 같은 네트워크에 속해있지 않은 호스트
여러 라우터를 경유해서 전달 (최종 목적지와 같은 네트워크에 연결된 라우터에 도달할 때까지)
목적지 IP주소와 라우팅 테이블 이용해 다음 라우터의 IP 주소 찾기

포워딩

포워딩이란

패킷을 목적지로 가는 경로상에 놓는 것
- 패킷을 다음 홉(최종 목적지 또는 중간 연결 장치)으로 전달하는 것을 의미함
비연결형 vs 연결형 프로토콜에서의 포워딩
- 비연결형 프로토콜: 목적지 주소 기반
- 연결형 프로토콜: 레이블 기반

방법

목적지 주소 기반 포워딩
- next-hop method
- network-specific method
- host-specific method
- default method
레이블 기반 포워딩

next-hop method

라우팅 테이블을 가장 작게 만드는 기술

다음 홉 주소만 저장 (전체 경로 정보 대신)

network-specific method

같은 네트워크에 연결된 모든 호스트 별 엔트리 대신 네트워크 주소 지정

라우팅 테이블 작게 만드는 효과 제공
검색 과정 간단해짐

host-specific method

라우팅 테이블에 목적지 주소 저장

network-specific method의 반대

관리자가 네트워크 제어 시 효과적

개별 호스트를 별도로 관리해야 하는 경우 사용

default method

명시되지 않은 목적지 처리 방법

next hop 지정이 가능한 목적지 외의 나머지 목적지를 처리하는 경우 default로 명시하고 next hop 지정

서브넷팅 없는 클래스 기반 주소 지정에서 포워딩 모듈

클래스 기반 주소체계에서 인터넷의 라우터들은 서브넷팅에 관여하지 X

서브넷팅은 조직 내에서 일어남

라우팅 테이블에서 관리되는 테이블 정보

클래스 A, B, C별로 하나씩 전체적으로 3개의 테이블 사용
- 라우터가 멀티캐스팅 지원 시 D 클래스 처리를 위한 테이블 한 개 추가됨
각 테이블에 필요한 정보
- 네트워크 주소: 목적지 호스트가 어디에 위치하고 있는지 알려줌
- 다음 홉 주소: 간접 전달의 경우 패킷이 어느 라우터에 전달되어야 하는지 알려줌
- 인터페이스 번호: 패킷이 나가는 출력 포트를 정의함

패킷 포워딩 과정

클래스 찾기 (by 목적지 주소)
네트워크 주소 찾기 (by 클래스, 목적지 주소)
- 매칭되는 네트워크 주소가 라우팅 테이블에 없을 경우 디폴트 라우터로 포워딩
다음 홉 주소 추출 (by 클래스, 네트워크 주소)
- 간접 연결일 경우에는 다음 홉 주소가 따로 있지만, 직접 연결일 경우에는 목적지 주소가 다음 홉 주소가 됨
다음 홉 주소와 인터페이스 번호를 ARP에 보냄

ex) 라우팅 테이블 작성하기

클래스 B

네트워크 주소	다음 홉 주소	인터페이스
145.80.0.0	-	m1
170.14.0.0	-	m2

디폴트 라우터

default: 110.30.31.18, m0

예제

라우터 R1이 목적지 주소 192.16.7.14를 가진 패킷을 받은 경우 패킷이 포워딩 되는 과정을 보이기

답(풀이)

클래스는 C (192로 시작)

네트워크 주소는 192.16.7.0

일치하는 주소를 찾았다면 다음 홉 주소와 인터페이스 번호를 ARP에 보냄

(여기서는 다음 홉 주소: 111.15.17.32, 인터페이스 번호: m0)

예제 (위의 예제와 같은 네트워크 구조도)

라우터 R1이 목적지 주소 167.24.160.5를 가진 패킷을 받은 경우 패킷이 포워딩 되는 과정을 보이기

답(풀이)

클래스는 B (167로 시작)

네트워크 주소는 167.24.0.0

일치하는 주소가 라우팅 테이블에 없으므로 패킷은 디폴트 라우터로 포워딩

다읍 홉 주소: 111.30.31.18, 인터페이스 번호: m0

서브넷팅이 있는 경우 클래스 기반 주소 지정에서 포워딩 모듈

서브넷팅은 조직 내에서 수행

서브넷팅을 처리하는 라우터는 조직 사이트와 외부와의 경계에 존재
가변 길이의 서브넷팅을 사용하면 여러 개의 테이블이 필요
- 고정 길이 서브넷팅을 수행하면 하나의 테이블만 필요

패킷 포워딩 과정

클래스 찾기 (by 목적지 주소)
서브넷 주소 찾기 (by 마스크)
- 일치하는 주소가 테이블에 없을 경우, 디폴트 라우터 주소를 사용해 패킷을 라우터에 전달
다음 홉 주소와 인터페이스 번호를 ARP에 보내기
- 이때, 서브넷팅의 경우 라우터와 직접 연결되어 있어 목적지 주소가 다음 홉 주소가 됨

ex) 라우팅 테이블 작성

네트워크 주소	다음 홉 주소	인터페이스
145.14.0.0	-	m0
145.14.64.0	-	m1
145.14.128.0	-	m2
145.14.192.0	-	m3
0.0.0.0	default router	m4

예제

라우터가 목적지 주소 145.14.32.78를 가진 패킷을 처리하는 과정 보이기

답(풀이)

서브넷 마스크: 255.255.192.0 (18개의 1과 14개의 0)

네트워크 주소는 145.14.0.0

패킷은 다음 홉 주소 145.14.32.78와 출력 인터페이스 m0 두 값을 ARP에 보냄

예제

145.14.0.0 내의 호스트가 주소 7.22.67.91인 호스트로 보내는 패킷을 수신했는데 패킷이 어떻게 전달되는지 보이기

답(풀이)

그림을 보았을 때 마스크는 /18

네트워크 주소는 7.22.64.0

테이블에서 일치하는 주소가 없으므로 디폴트 라우터로 포워딩

디폴트 라우터 주소를 사용해 패킷을 라우터에 전달 (다음 홉 주소가 디폴트 라우터를 향하는 주소인데 그림에 나와있진 않고 인터페이스 번호는 m4)

클래스 없는 주소체계에서 포워딩

클래스 없는 주소체계에서 전체 주소 공간은 한 개의 개체

cf. 클래스가 있는 주소체계에서는 클래스 별로 테이블을 나누기 때문에 네트워크 id의 길이를 명시적으로 알 수 있지만, 클래스가 없는 주소체계에서는 한 개의 개체로 보기 때문에 테이블도 한 개로 나타냄

특징

테이블은 네트워크 주소(블록의 첫 번째 주소)에 기반하여 탐색
패킷의 목적지 주소는 네트워크 주소에 대한 힌트를 주지 X
- 테이블에 추가적으로 마스크(/n) 정보가 필요
- 결과적으로 적어도 테이블은 4개의 열이 필요

패킷 포워딩 방법

마스크 길이가 긴 것부터 목적지 주소에 적용해 네트워크 주소 구하기
부합되는 주소 있는지 테이블에서 체크 (아예 없으면 디폴트 마스크로)
다음 홉 주소(직접 연결일 경우 목적지 주소가 될 수도 O), 인터페이스 번호를 ARP에 보냄

ex) 라우팅 테이블 작성

마스크	네트워크 주소	다음 홉 주소	인터페이스
/26	180.70.65.192	-	m2
/25	180.70.65.128	-	m0
/24	201.4.22.0	-	m3
/22	201.4.16.0	-	m1
default	default	180.70.65.200	m2

예제

R1에 목적지 주소 180.70.65.140를 가진 패킷이 도착한 경우, 해당 패킷의 포워딩 과정 보이기

답(풀이)

목적지 주소에 /26 적용 → 네트워크 주소는 180.70.65.128 (일치하는 네트워크 주소 X)

목적지 주소에 /25 적용 → 네트워크 주소는 180.70.65.128 (일치하는 네트워크 주소 O)

다음 홉 주소인 180.70.65.140와 인터페이스 m0을 ARP에 보냄

예제

라우터 R1에 목적지 주소 201.4.22.35를 가진 패킷이 도착한 경우 포워딩 처리 과정 보이기

답(풀이)

목적지 주소에 /26 적용 → 네트워크 주소는 201.4.22.0 (일치하는 네트워크 주소 X)

목적지 주소에 /25 적용 → 네트워크 주소는 201.4.22.0 (일치하는 네트워크 주소 X)

목적지 주소에 /24 적용 → 네트워크 주소는 201.4.22.0 (일치하는 네트워크 주소 O)

다음 홉 주소인 201.4.22.35와 인터페이스 m3을 ARP에 보냄

예제

R1에 목적지 주소 18.24.32.78를 가진 패킷이 도착한 경우 포워딩 처리 과정 보이기

답(풀이)

목적지 주소에 /26, /25, /24, /22를 모두 적용해도 일치하는 네트워크 주소를 찾을 수 X

(디폴트 라우터를 통해 외부 인터넷으로 보내야 함)

180.70.65.200와 인터페이스 m2를 ARP에 보냄

예제

라우팅 테이블을 기반으로 네트워크 구조도 그리기

마스크	네트워크 주소	다음 홉 주소	인터페이스
/26	140.6.12.64	180.14.2.5	m2
/24	130.4.8.0	190.17.6.2	m1
/16	110.70.0.0	-	m0
/16	180.14.0.0	-	m2
/16	190.17.0.0	-	m1
default	default	110.70.4.6	m0

다음 홉 주소가 없는 경우, 라우터에 직접 연결됨

다음 홉 주소가 있다는 것은 간접 연결이라는 의미

인터페이스 번호가 같은 것끼리 묶어서 생각하기

→ /16 110.70.0.0의 경우 이 뒤에 디폴트 라우터가 올 것임 (디폴트 인터페이스가 m0으로 동일하므로)

→ /16 180.14.0.0의 경우 이 뒤에 라우터가 오는데 이 라우터는 같은 인터페이스 m2인 /26 140.6.12.64와 연결될 것임

→ /16 190.17.0.0의 경우 이 뒤에 오는 라우터는 같은 인터페이스 m1인 /24 130.4.8.0과 연결될 것임

이러한 힌트를 기반으로 그리기

주소 집단화

같은 인터페이스를 사용하는 주소 중 집단으로 처리할 수 있는 경우

테이블 크기가 증가하고 탐색 시간이 증가하는 것을 완화해줌

이때, 집단으로 처리할 때의 마스크는 네트워크 주소의 길이를 의미하는 것은 아님

→ /24 140.24.7.0의 경우 네트워크 주소가 24비트라는 것을 의미 X

가장 긴 마스크 부합

유사한 네트워크 주소를 가지나 같은 라우팅 경로를 가지지 않는 경우를 위한 대응 방법

마스크 길이가 긴 것부터 부합 적용
“긴 마스크 = 높은 일치도”

묶어서 처리할 수 없는 것(이면서 마스크 길이가 가장 긴 것)을 테이블의 맨 위에 작성하기

묶어서 처리할 수 있는 것들은 공통된 부분까지만 쓰고 그 부분까지의 n을 마스크로 작성

ex)

마스크	네트워크 주소	다음 홉 주소	인터페이스
/26	140.24.7.192	-	m1
/24	140.24.7.0	-	m0
/?	?	?	m1
/0	0.0.0.0	default router	m2

긴 길이를 읽어 개별적으로 관리해야 하는 네트워크를 우선하여 처리

마스크	네트워크 주소	다음 홉 주소	인터페이스
/26	140.24.7.0	-	m0
/26	140.24.7.64	-	m1
/26	140.24.7.128	-	m2
/0	0.0.0.0	default router	m3

[네트워크 보안] IP 주소

도도히히 — Mon, 10 Nov 2025 16:23:52 +0900

개요

주소 공간

인터넷에 연결된 각 장치 식별자: IP 주소
IPv4 주소: 32비트 길이
주소 공간: 2^32 또는 약 43억
인터넷에서 유일한 식별자
인터넷상에 두 개의 장치가 같은 주소를 가질 수 X
2진 표기법, 16진 표기법, 점-10진 표기법

표기법

2진 표기법 → 점-10진 표기법

ex) 10000001 00001011 00001011 11101111 → 129.11.11.239

점-10진 표기법 → 2진 표기법

ex) 111.56.45.78 → 01101111 00111000 00101101 01001110

2진 표기법 → 16진 표기법

ex) 10000001 00001011 00001011 11101111 → 0x(또는 0X)810B0BEF (또는 맨끝에 아래첨자 16 붙이기)

주소의 범위

처음 주소와 마지막 주소가 주어지면, 범위 내 주소 개수를 찾는 것이 필요
처음 주소, 마지막 주소, 범위 내 주소 개수(해당되는 주소에 몇 개의 식별자가 있는지)를 구할 수 있어야 함

예제

범위 내의 주소의 개수는?

처음 주소: 146.102.29.0, 마지막 주소: 146.102.32.255

답

마지막 주소에서 시작 주소를 빼고 결과에 1을 더하면 됨

0.0.3.255, 3 * 256 + 255 * 1 + 1 = 1024

클래스 기반 주소 지정

클래스

5개(A, B, C, D, E)의 클래스로 구분
A가 전체의 50%, B가 전체의 25%, C가 전체의 12.5%, D와 E가 각각 전체의 6.25% 차지

클래스 구분 방법: 무엇으로 시작하는지에 따라 구분

클래스 구분 2진 표현 10진 표현

A	0…….	0-127
B	10……	128-191
C	110…..	192-223
D	1110….	224-239
E	1111….	240-255

예제

주소의 클래스 나타내기

ex) 10100111 11011011 10001011 01101111 의 클래스는?

10으로 시작하므로 클래스 B 주소에 해당됨

ex) 227.12.14.87 의 클래스는?

227로 시작하므로 클래스 D 주소에 해당됨

클래스에 따라 netid와 hostid 길이가 다름

클래스 A의 블록

netid 길이: 1바이트

가장 왼쪽 비트 0

7비트로 나타내는 블록의 수: 2^7=128

블록에 속한 주소 수: 2^24개 (=3바이트)

2^24개의 호스트를 네트워크 내에서 표현할 수 O

클래스 A 주소는 거의 소진됨

클래스 B의 블록

netid 길이: 2바이트

처음 두 비트 10

14비트로 나타내는 블록의 수: 2^14 = 16,384

각 블록에 속한 주소 수: 2^16 개 (=2바이트)

2^16개의 호스트를 네트워크 내에서 표현할 수 O

클래스 B 주소도 거의 소진됨

클래스 C의 블록

netid 길이: 3바이트

처음 세 비트 110

21비트로 나타내는 블록의 수: 2^21

각 블록에 속한 주소 수: 2^8 = 256개

C 클래스 블록이 충분할 만큼 작은 기관이 많지 X

클래스 D에 있는 단일 블록

한 블록만 있으며 멀티캐스팅을 위해 설계

인터넷상에 호스트들의 그룹 지정하는 데 사용

클래스 E에 있는 단일 블록

한 블록만 있으며 향후 사용을 위해 예약 (예비용)

네트워크 내의 모든 주소는 한 블록에 속함

각 주소는 netid와 hostid를 포함

netid: 네트워크 정의

hostid: 네트워크에 연결된 특정 호스트 정의

netid의 길이를 n이라고 할 때, hostid의 길이는 32-n

전체 주소의 수 N=2^(32-n)

추출 가능한 정보의 종류

주소의 수
첫 번째 주소 (네트워크를 식별하는 주소로 활용)
- 왼쪽 n비트 유지, 오른쪽 32-n 비트 전부 0
마지막 주소 (네트워크 내에서만 브로드캐스팅할 특수 목적으로 활용)
- 왼쪽 n비트 유지, 오른쪽 32-n 비트 전부 1

예제

180.8.17.9가 속한 블록의 첫 번째 주소와 마지막 주소는?

답(풀이)

180으로 시작하므로 클래스 B에 해당

클래스 B의 netid 길이는 16이므로 n=16

블록의 주소의 수는 2^16 = 65,536

첫 번째 주소: 왼쪽 16비트는 유지하고 오른쪽 16비트는 전부 0

마지막 주소: 왼쪽 16비트는 유지하고 오른쪽 16비트는 전부 1

→ 첫 번째 주소: 180.8.0.0, 마지막 주소: 180.8.255.255

블록의 첫 번째 주소는 네트워크 주소(네트워크의 식별자)

목적지(가 속한 네트워크)로 패킷을 전송하는 데 사용

네트워크 마스크

목적지 주소를 이용하여 네트워크 주소를 찾아내는 데 사용, 디폴트 마스크라고도 함

클래스 A: 255.0.0.0, 클래스 B: 255.255.0.0, 클래스 C:255.255.255.0

목적지 주소와 디폴트 마스크를 비트 AND 연산 수행하여 나온 결과가 네트워크 주소임

예제

라우터가 목적지 주소 201.24.67.32 패킷을 받았을 때 라우터가 패킷의 네트워크 주소를 찾는 방법 보이기

답(풀이)

주소의 클래스는 C에 해당함(201로 시작) → 디폴트 마스크: 255.255.255.0

비트 AND 연산 결과: 201.24.67.0 (네트워크 주소)

서브넷팅

블록을 작은 블록으로 나누는 개념으로 네트워크가 몇 개의 작은 서브네트워크(서브넷)로 나뉨
각 서브넷은 자신의 서브넷 주소를 가짐

서브넷 필요한 이유: 보안 및 관리 효율을 높이기 위해

서브넷팅에 의한 ID 정보의 변화

netid 길이는 증가, hostid의 길이는 감소

subnetid의 길이 = netid의 길이 + log2_s (s는 2의 거듭제곱인 서브넷의 개수)

서브넷으로 나누는 만큼 subnetid의 길이는 netid보다 길어질 수밖에 없음

서브넷 마스크와 네트워크 마스크는 다름

ex) 클래스 B의 주소에서 서브넷팅 전후 차이

서브넷팅 전: 약 2^16개의 호스트를 가짐, netid 길이는 16

서브넷팅 후: 4개의 서브넷으로 나누어질 때 각 서브넷은 2^14개의 호스트를 가짐, subnetid 길이는 18

/16과 /18로 나타냄 (각각 netid 길이와 subnetid 길이)

subnetid의 길이가 18일 경우 서브넷 마스크 (18개의 1과 14개의 0): 255.255.192.0

클래스 B의 네트워크 마스크 255.255.0.0과 다름

슈퍼넷팅

서브넷팅의 반대 개념

슈퍼넷 마스크는 디폴트 마스크보다 1의 개수가 적음
- 서브넷 마스크는 디폴트 마스크보다 1의 개수가 많음
여러 개의 C 클래스 결합

ex) 하나의 클래스 C 블록을 8개의 서브블록으로 나눌 때와 8개의 클래스 C 블록을 하나의 슈퍼블록으로 묶을 때 네트워크 마스크의 변화

서브넷 마스크: nsub = 24 + 3 = 27

디폴트 마스크: n = 24

슈퍼넷 마스크: nsuper = 24 - 3 = 21

클래스 기반이 아닌 주소 지정

기존 클래스 기반 주소 지정 방식의 한계

실제로 주소 고갈 문제를 해결하지 못함
인터넷의 성장에 따라 보다 큰 주소 공간을 확보하는 것이 필요
장기적인 해결책: IPv6
단기적인 해결책: 클래스 없는 주소지정 (같은 주소 공간을 사용하지만 주소 분배 방법을 변경)

각 기관은 가변길이 블록으로 2^1, 2^2, … , 2^32 개의 주소를 갖는 블록을 지정할 수 있음

프리픽스 길이는 0에서 32까지
프리픽스(prefix) = netid, 서픽스(suffix) = hostid

슬래시 표기법

프리픽스 길이를 주소에 포함하여 표현

블록 정보를 알기 위해서는 블록 내의 주소와 프리픽스를 알아야 함

클래스 기반이 아닌 주소 지정에서 주소 정보만을 이용해 주소가 속한 블록을 알 수 X

블록 정보 추출

블록에 속하는 주소의 개수 구하는 방식은 클래스 기반 주소 지정에서의 방법과 동일

N = 2^(32-n) (n은 프리픽스의 길이)

첫 번째 주소: (블록에 속하는 임의의 주소) AND (네트워크 마스크)

마지막 주소: (블록에 속하는 임의의 주소) OR [NOT (네트워크 마스크)]

예제

167.199.170.82/27 가 속한 네트워크의 처음과 마지막 주소, 전체 주소의 수 구하기

답 (풀이)

/27과 같이 슬래시로 표기했다면 클래스 기반이 아닌 주소 지정 유형이라고 생각하면 됨

네트워크 마스크: 27개의 1과 5개의 0이므로, 255.255.255.224

네트워크에 있는 주소의 수(블록에 속하는 주소의 개수) = 2^5 = 32

첫 번째 주소: 167.199.170.64/27

마지막 주소: 167.199.170.95/27

블록 할당

국제 관리기구인 ICANN 담당

ISP에 할당

블록 할당 제약 조건(CIDR)

요구 주소 n은 2의 거듭제곱

블록에 속한 주소의 수로 프리픽스 길이를 알 수 있음

할당하는 블록에 속한 주소는 연속적이어야 함

예제

ISP가 1000개의 주소를 갖는 블록을 요청

답 (풀이)

1000은 2의 누승이 아니므로, 1024(=2^10)개의 주소가 할당

프리픽스 길이 n = 32 - 10 = 22

시작 주소는 18.14.12.0이 선택됨

→ 할당된 블록 18.14.12.0/22, 첫 번째 주소: 18.14.12.0/22, 마지막 주소: 18.14.15.255/22

클래스 기반 주소 지정 방법과의 관계

클래스 프리픽스 길이

A	/8
B	/16
C	/24
D	/4
E	/4

ex) 73.0.0.0의 클래스 A 블록을 할당받은 기관은 클래스 없는 주소 지정에서 73.0.0.0/8 블록을 할당받은 것과 같음

서브넷팅

3단계의 서브넷팅

하나의 블록을 할당 받은 기관은 블록을 여러 개의 서브 블록으로 나눈 후 각 서브 블록을 서브넷에 할당
서브넷은 여러 개의 서브-서브넷으로 나누어질 수 있음
서브-서브넷은 다시 서브-서브-서브넷으로 나누어질 수 있음

파라미터 정의

기관이 할당 받은 주소 개수 N, 각 서브넷에게 할당된 주소 개수 Nsub

프리픽스 길이 n, 각 서브넷의 프리픽스 길이 nsub

서브넷의 총 개수는 s

각 서브넷에 속하는 주소의 개수(Nsub)는 2의 거듭제곱이어야 함

s = N/Nsub

nsub = n + log2_(N/Nsub) (N/Nsub 가 2의 거듭제곱이어야 함)

각 서브넷에 속하는 시작 주소는 해당 서브넷에 속하는 주소의 개수로 나누어질 수 있어야 함

예제

블록 130.34.12.64/26을 할당 받은 경우 호스트 개수가 같은 4개의 서브넷 설계

답 (풀이)

전체 주소의 개수: 2^(32-26) = 2^6 = 64

첫 번째 주소: 130.34.12.64/26

마지막 주소: 130.34.12.127/26

서브넷 설계: 각 서브넷은 16개의 주소를 가짐

프리픽스 길이: n + log2(N/Ni) = 26 + log2(64/16) = 26 + 2 = 28

(서브넷 구분을 위한 비트가 netid에 포함되어 subnetid가 그만큼 길어짐)

CIDR 구조의 한 가지 장점: 주소 결합

ICANN은 ISP에게 다양한 크기의 주소 블록 할당

ISP는 할당된 블록을 여러 개의 서브-블록으로 나누어 각 서브-블록을 고객들에게 할당할 수 O
여러 개의 작은 블록을 하나의 블록으로 결합하여 ISP에게 할당

예제

ISP가 190.100.0.0/16 (65,536개 주소)로 시작하는 주소 블록을 할당 받았다. ISP는 이 주소를 다음과 같이 세 그룹의 고객에게 분배하고자 한다:

첫 번째 그룹은 64개의 고객, 각각은 대략 256개의 주소 필요

두 번째 그룹은 128개의 고객, 각각 대략 128개의 주소 필요

세 번째 그룹은 128개의 고객, 각각 대략 64개의 주소 필요

서브 블록을 설계하고, 할당을 한 후에 이용 가능한 주소가 얼마나 남았는지 알아보기

답(풀이)

각 그룹에 주소의 서브블록 할당하기

그룹 1: 64 * 256 = 16,384 n1 = 16 + log2(65536/16384) = 18

그룹 2: 128 * 128 = 16,384 n2 = 16 + log2(65536/16384) = 18

그룹 3: 128 * 64 = 8,192 n3 = 16 + log2(65536/8192) = 19

이용 가능한 주소의 수: 65536 - (16384 + 16384 +8192) = 24576

각 그룹의 서브넷 구하기

그룹 1: n = 18, 서브넷 n1 = 18 + log2(16384/256) = 24

그룹 2: n = 18, 서브넷 n2 = 18 + log2(16384/128) = 25

그룹 3: n = 19, 서브넷 n3 = 19 + log2(8192/64) = 26

특수 주소

클래스 기반 주소 지정에서 일부 주소는 특수 목적 위해 예약 (클래스 기반이 아닌 주소 지정에서도 동일하게 특수 주소 있음)

특수 블록

모두가 0인 주소
모두가 1인 주소
루프백 주소
멀티캐스트 주소

블록 내의 특수 주소

네트워크 주소 (첫 번째 주소)
직접 브로드캐스트 주소 (마지막 주소)

모두가 0인 주소 예시

자신의 IPv4 주소를 모르는 호스트가 부트스트랩 시 사용

동적 IP 관리를 제공하는 동적 호스트 구성 프로토콜(DHCP)에서 IP 할당 받기 위해 사용

(즉, 동적으로 IP를 할당받기 위함)

필요할 때마다 동적으로 할당받아 자원 제공

0.0.0.0

제한된 브로드캐스트 주소 예시

255.255.255.255

모두가 1인 주소 (같은 네트워크 내에서만 브로드캐스팅)

네트워크에 있는 모든 호스트에게 메시지 전달 시 사용

무분별한 데이터의 외부 유출을 막기 위해 라우터는 차단 (내부에서 쓰는 데이터이므로 외부로 내보내면 안 됨)

루프백 주소의 예시

127.0.0.0/8 블록은 루프백 주소로 사용됨

컴퓨터에 설치된 소프트웨어를 시험하기 위해 사용
하나의 PC에서 여러 디바이스가 있는 것처럼 실험할 때 (테스트 용도)

외부로 내보내지 않고 내부에서만 처리를 끝내는 목적으로 씀

사설 주소

사설 용도를 위해 할당 (네트워크마다 내부적으로 할당해서 쓸 수 있는 형태의 주소 체계)

전역 네트워크에서 인식되지 않음 (내부에서만 사용)

네트워크가 분리되어 있거나 NAT(network address translation) 사용하여 사설 네트워크를 인터넷에 연결하는데 사용

→ 모자란 주소체계로 인해 생기는 자원 고갈 문제 해결 용도로 사용

ex) 사설망 주소 (참고만 하기)

블록 주소의 수 블록 주소의 수

10.0.0.0/8	16,777,216	192.168.0.0/16	65,536
172.16.0.0/12	1,047,584	169.254.0.0/16	65,536

멀티캐스트 주소

224.0.0.0/4 블록

각 개별 주소가 멀티캐스트 그룹을 지정함

멀티캐스트 통신을 위해 예약된 블록

각 사용자는 일반 목적의 주소와 멀티캐스트 주소를 동시에 가짐

같은 멀티캐스트 그룹에 속하는 멀티 유저들이 동일한 멀티캐스트 주소를 가짐 (여러 멀티캐스트 주소를 가질 수도 O)

블록에 속하는 특수 주소

블록 내의 일부 주소를 특수 주소로 사용하는 것은 권고사항(호스트에 할당 불가)

네트워크 주소

블록에 속하는 첫 번째 주소

직접 브로드캐스트 주소

suffix가 모두 1로 설정된 블록의 마지막 주소
라우터가 특정 네트워크에 있는 모든 호스트에 패킷 전송 시 사용

IPv6 주소

IPv4의 문제점

주소의 고갈
기술상의 한계
계층적 주소 할당 부재

네트워크의 규모가 너무 커짐, 네트워크 활용 반경 넓어짐, 여러 문제 중 보안이 가장 큰 문제

IPv6 주소 체계

주소 길이: 16바이트(128비트)

64비트의 네트워크 주소 부문과 64비트의 인터페이스 주소 부문으로 정의
CIDR 기반 표기법과 유사하게 임의 비트 길이의 프리픽스 사용 가능 → 네트워크 부문과 인터페이스 부문 길이가 고정된 것은 아님

IPv6 주소 표기법

점 10진 표기법

ex) 221.14.65.11.105.45.170.34.12.234.18.0.14.0.115.255

콜론 16진 표기법: 32개의 16진수

ex) FDEC:BA98:7654:3210:ADBF:BBFF:2922:FFFF

제로 압축: 0이 연속으로 오는 개수가 더 많은 쪽을 압축 (:: 로 나타내기) (생략형)

ex) FDEC:0:0:0:0:BBFF:0:FFFF → FDEC::BBFF:0:FFFF

혼합 표기법

콜론 16진 표기법과 점 10진 표기법을 혼합하여 표기
FDEC:14AB:2311:BBFE:AAAA:BBBB:130.24.24.18
가장 왼쪽이 모두 0인 주소의 압축 표현
::130.24.24.18

CIDR 표기법

FDEC::BBFF:0:FFFF/60

IPv6 주소 공간 할당

전체 주소 공간을 8등분으로 나눠 사용

현재 1/8만 사용자 주소 공간으로 사용

IPv6 주소 공간: 2^128, (IPv4 주소의 2^96배)

SQL 기본 문법 (1)

도도히히 — Sun, 9 Nov 2025 23:32:42 +0900

1. SQL 개요

SQL (Structured Query Language): 데이터베이스에서 사용되는 구조화된 질의 언어
표준: ANSI/ISO SQL 표준(예: ANSI-92, ANSI-99)이 있으며, 대부분의 DBMS(데이터베이스 관리 시스템)가 이를 따름
DBMS별 SQL: 각 회사는 표준을 준수하며 고유의 기능을 추가한 SQL을 사용함
- MySQL: SQL
- Oracle: PL/SQL
- SQL Server: T-SQL (Transact SQL)

2. SELECT 문의 기본

SELECT ... FROM: 테이블에서 데이터를 검색하는 기본 구문
- SELECT *: 모든 열을 선택
- SELECT 열1, 열2, ...: 특정 열만 쉼표(,)로 구분하여 선택
USE [데이터베이스이름]: 작업할 데이터베이스를 지정하거나 변경. Workbench에서는 스키마 이름을 더블클릭하여 지정할 수도 있음
기타 기본 명령어:
- SHOW DATABASES; : 서버의 모든 데이터베이스 목록 확인
- SHOW TABLES; : 현재 데이터베이스의 테이블 목록 확인
- DESCRIBE [테이블이름]; (또는 DESC) : 테이블의 구조(열 정보)를 확인

3. WHERE 절 (데이터 필터링)

SELECT 문에서 WHERE 절을 추가하여 특정 조건을 만족하는 행만 조회할 수 있음

조건 연산자: AND , OR 를 사용해 여러 조건을 조합
BETWEEN ... AND ...: 특정 범위 내의 값 조회 (예: height BETWEEN 180 AND 182).
IN (...): 이산적인(discrete) 값 목록 중 하나와 일치하는 데이터를 조회 (예: addr IN ('경남', '충남', '경북')).
LIKE: 문자열 패턴 검색
- %: 0개 이상의 모든 문자를 의미함 (예: '김%').
- _: 1개의 단일 문자를 의미함 (예: '_경규').

4. 서브쿼리 (Subquery)

SELECT 문 내부에 또 다른 SELECT 문(서브쿼리)을 사용하여, 그 결과를 상위 쿼리의 조건으로 활용할 수 있음

서브쿼리의 결과가 2개 이상의 행을 반환할 때 비교 연산자를 그냥 사용하면 오류가 발생함
이때 ANY, ALL, SOME 연산자를 사용해야 함
- >= ANY: 서브쿼리 결과 중 "최솟값"보다 크거나 같으면 참
- >= ALL: 서브쿼리 결과 중 "최댓값"보다 크거나 같으면 참
- = ANY는 IN과 동일한 의미

5. 결과 정렬 및 제한

ORDER BY: 결과를 특정 열 기준으로 정렬
- ASC: 오름차순 (기본값)
- DESC: 내림차순
- 여러 열을 기준으로 정렬할 수 있음 (예: ORDER BY height DESC, userName ASC).
DISTINCT: SELECT 키워드 뒤에 사용하여 중복된 값을 제거하고 고유한 값만 표시
LIMIT: 출력되는 행의 개수를 제한
- LIMIT 5: 상위 5개만 출력
- LIMIT 0, 5 (또는 LIMIT 5 OFFSET 0): 0번 인덱스부터 5개를 출력

6. GROUP BY 및 HAVING 절

GROUP BY: 특정 열의 값이 같은 행들을 하나의 그룹으로 묶음
집계 함수 (Aggregate Functions): GROUP BY와 함께 사용되어 그룹별 통계를 냄
- SUM(): 합계
- AVG(): 평균
- MAX(): 최댓값
- MIN(): 최솟값
- COUNT(): 행의 개수. COUNT(*)는 전체 행 수, COUNT(열이름)은 해당 열이 NULL이 아닌 행의 수를 셈
HAVING: GROUP BY로 그룹화된 결과에 대해 조건을 적용하여 필터링 (WHERE는 그룹화 전 개별 행에, HAVING은 그룹화 후 그룹에 적용)
- 예: GROUP BY userID HAVING SUM(price * amount) > 1000 (총구매액이 1000을 초과하는 사용자 그룹만)

컴퓨터 시스템과 운영체제 (3)

도도히히 — Sun, 9 Nov 2025 20:16:22 +0900

3. 커널과 시스템 호출

응용프로그램의 자원 접근 문제

오늘날 운영체제: 다중 프로그래밍 운영체제

다수의 응용프로그램이 한 컴퓨터에서 동시에 실행

문제

응용프로그램이 직접 컴퓨터 자원에 접근하면 충돌과 훼손 발생
- 다른 응용프로그램이 적재된 메모리 훼손 가능
- 다른 응용프로그램이 만든 파일 삭제 및 훼손 가능
- 응용프로그램이 커널이 적재된 영역 훼손 가능

해결 방안

응용프로그램의 자원 접근 불허
- 자원에 대한 모든 접근 권한을 커널에만 부여

구체적인 해결 방법

메모리 공간을 User space와 Kernel space로 분리
- 응용프로그램은 User space에 적재, 커널은 Kernel space에 적재
CPU의 실행 모드를 User mode와 Kernel mode로 분리
- 응용프로그램은 User mode에서만 실행, 커널은 Kernel mode에서만 실행
- User space에서 Kernel space의 코드를 직접 접근하지 못하게 하기 위해
- User mode에서 커널 코드를 접근하면 응용프로그램 강제 종료(하드웨어에 대한 접근 차단 및 커널 보호)
응용프로그램이 커널 기능을 이용하고자 할 때, 시스템 호출을 이용해서만 커널 코드 이용

User space와 Kernel space

운영체제는 컴퓨터 메모리를 두 공간으로 분리

User space: 응용프로그램들이 나누어 사용하는 공간
- 응용프로그램들이 적재
Kernel space: 커널만 사용할 수 있는 공간
- 디바이스 드라이버 포함

분리 이유

커널 코드와 데이터를 악의적인 응용프로그램이나 코딩 실수로부터 지키기 위함

CPU는 User mode와 Kernel mode 중 한 모드로 실행

CPU에 의해 구현되고 운영체제가 활용하는 기능
모드 레지스터 (CPU 내부에서 모드 상태를 나타냄)
운영체제는 CPU 모드 레지스터를 이용해 커널 영역 지킴
User mode
- CPU의 모드 비트: 1
- User space에 있는 코드나 데이터에 액세스
- Kernel space의 접근 불허 (응용프로그램으로부터 커널 영역 보호)
- Privileged instruction 실행 불허 (입출력 장치, 타이머, 인터럽트 처리, 시스템 중단 등 특별한 목적으로 설계된 CPU 기계 명령)
Kernel mode
- CPU의 모드 비트: 0
- 모든 메모리 공간에 접근할 수 있고 하드웨어 접근 및 제어 가능
- Privileged Instruction 사용 가능

User mode → Kernel mode

2가지 경우

시스템 호출
인터럽트 발생

시스템 호출

특별한 CPU 기계 명령에 의해 진행
기계 명령이 CPU의 모드 비트를 Kernel mode로 전환

인터럽트

CPU가 인터럽트를 수신하면 Kernel mode로 자동 전환(인터럽트 서비스 루틴이 Kernel space에 있음)
인터럽트 서비스 루틴 실행
루틴이 끝나면 CPU는 User mode로 전환

Privileged instruction

Kernel mode에서 실행할 특별한 목적으로 설계된 CPU 명령

종류

I/O 명령
- 하드웨어 제어 및 장치로부터의 입출력
Halt 명령
- CPU의 작동을 중지시키는 명령 (현재 처리할 작업이 없을 때)
- CPU를 유휴 상태로 만들기 (전력 소모 줄이기)
인터럽트 플래그를 켜고 끄는 명령
- CPU 내에 있는 인터럽트 플래그 비트를 제어하여 인터럽트를 허용하거나 무시하도록 지시
- 인텔) cli(clear interrupt flag)/sti(set interrupt flag) 명령
  - cli: 인터럽트 비활성화
  - sti: 인터럽트 활성화
타이머 설정 명령
- CPU 타이머 설정
- 일정한 간격으로 인터럽트 발생 → 운영체제가 프로세스 스케줄링 등을 제어할 수 있도록 함
컨텍스트 스위칭 명령
- CPU가 하나의 프로세스에서 다른 프로세스로 작업을 전환할 때 사용
- 여러 프로세스가 CPU 공유하면서 사용
메모리 지우기 명령
- 메모리 초기화
- 사용하지 않는 메모리 영역 줄이기
장치 상태 테이블 수정 등의 명령
- 시스템의 다양한 하드웨어 장치 상태를 기록하고 관리하는 테이블 수정

커널은 프로세스인가?

커널: 부팅 시에 Kernel space에 적재된 함수들과 데이터 집합
- 컴파일된 바이너리 형태
- 하드디스크 특정 영역에 저장
- 부팅 시 Kernel space의 메모리에 적재
커널 코드는 함수들의 집합
- Kernel mode에서 실행되는 함수들과 데이터들의 집합
커널은 프로세스가 아님
- 독립적으로 실행 X
  - 응용프로그램이 시스템 호출을 통해 커널에 기능을 요청할 때 실행
  - 인터럽트가 발생하여 인터럽트 서비스 루틴이 실행될 때 실행

cf. 커널은 스택, 힙을 가지는 주체가 아님 (프로세스나 스레드는 스택, 힙을 가지고 있음)

커널 모드에서 작업을 처리할 때만 각 프로세스의 커널 공간의 커널 스택을 사용함

함수 호출 vs 시스템 호출 비용

함수 호출: 라이브러리 활용
- User space에 적재된 함수가 다른 함수나 라이브러리 함수 호출
- CPU 실행 모드: User mode
- 실행 과정
  - User space의 스택에 리턴 주소와 매개변수 전달
  - 호출된 함수의 지역변수 생성
  - 끝나면 함수를 호출한 곳으로 복귀
시스템 호출: 커널 기능 활용
- 시스템 호출 라이브러리에 작성된 시스템 호출 함수를 통해 간접적으로 커널 기능 요청
- CPU 실행 모드: User mode → Kernel mode로 전환
- 실행 과정
  - 시스템 호출을 일으키는 특별한 기계 명령 (CPU마다 다름) 실행
  - 커널 함수마다 매겨진 고유 번호 전달(시스템 호출 번호)
  - User mode → Kernel mode
  - 커널의 시스템 호출 핸들러 실행 (커널 함수의 고유 번호를 분석해 해당 커널 함수 호출)
  - 리턴할 때 User mode로 전환 (사용자 프로그램으로 복귀)

printf()가 직접 디스플레이에 출력할까?

printf() 함수는 표준 라이브러리 함수

디스플레이에 접근하는 것은 커널만 가능
printf() 함수는 디스플레이에 직접 출력 불가능
표준 라이브러리 함수는 특정 CPU/OS에 종속적이지 X
printf()는 C 표준 라이브러리의 버퍼에 출력
write() 호출: 버퍼가 차거나 (full buffering), 개행문자를 만나면 실행 (line buffering)
- full buffering: 데이터가 가득 찼을 때 한꺼번에 출력
- line buffering: 실시간으로 데이터 출력할 때 유용, 비교적 더 많은 시스템 호출 발생
write() 함수는 “시스템 호출 CPU 명령” 실행
커널에 작성된 함수가 디스플레이에 해당 내용 출력

printf()가 시스템 호출을 직접 일으키지 X, write() 함수를 호출하여 시스템 호출 발생하도록 함

but, 매번 write 함수를 호출하지 X → 데이터를 더 효율적으로 처리하기 위해 출력 버퍼를 활용함

출력 버퍼: 출력할 데이터를 임시로 모아두는 공간(유저 공간에 있음) → 시스템 호출 최소화

Full & line buffering 실험

기본적으로 라인 버퍼링이 적용됨

출력 결과는?

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
	printf("123");
	write(1, "45", 2);
	printf("67\\n");
	write(1, "8", 1);
	printf("9");
	write(1, "10", 1);
	printf("\\n");
	
	return 0;
}

결과:

4512367

819

write(1, “45”, 2);

2: 2바이트를 쓴다는 의미, 45를 씀

write(1, “10”, 1);

1: 1바이트를 쓴다는 의미, 10 중에서 앞의 1만 씀

fread() vs read()의 호출 비용 비교

fread()

size_t fread(void *buffer, size_t size, size_t count, FILE *stream);

파일 포인터가 가리키는 파일로부터 size 단위의 데이터를 count 개수만큼 읽어서 buffer 라는 공간에 읽어들이라는 프로토타입
반환값: 성공적으로 읽어들인 원소의 개수

read()

size_t read(int fd, void *buf, size_t nbytes);

파일 디스크립터(fd)로부터 n바이트를 읽어서(nbytes, buf보다 크면 안됨) buf가 가리키는 공간에 저장하라는 프로토타입
반환값: 성공적으로 읽어들인 데이터 크기 (항상 리턴값이 n바이트인 것은 아님)

fread() vs. read()

시스템 호출은 함수 호출에 비해 많은 시간 비용 (시스템 호출을 많이 할수록 실행 속도 저하)

ex) 파일에서 1000바이트를 읽는 2가지 유형의 코드의 실행 비교 결과? (아래 ex에 있음)

표준 라이브러리 함수 fread(buf, size, count, fp)의 동작 과정

fread() 처음 호출: 라이브러리 내 버퍼(입력버퍼)가 비어 있음

→ read() 호출하여 라이브러리 내 버퍼 채움 (시스템 호출)

n = read(fd, buf, size); → 보통 I/O block size : 4KB

응용프로그램이 요청한 size만큼 응용프로그램의 buf로 복사

버퍼가 비거나 부족하면 다시 read() 호출

ex)

char buf[100];

…

for (i=1; i≤10; i++)

fread(buf, 1, 100, fp);

1번째 반복에서는 read()를 호출해 시스템 호출을 1번 실행함(sys_read()가 실행됨, 하드디스크로부터 데이터를 읽어들여와 표준 라이브러리 내에 있는 입력 버퍼에 데이터 채워넣음)
2번째 ~ 10번째 반복에서는 입력 버퍼에 저장된 데이터를 가지고 fread()로 읽어오기 때문에 시스템 호출을 하지 않아도 됨

시스템 호출 함수 read(fd, buf, size)의 동작 과정

시스템 호출을 이용하여 커널 코드 실행

커널 코드에서 디스크 읽기

라이브러리를 거치지 않고 바로 buf로 읽어들임

(입력 버퍼X)

ex)

char buf[100];

…

for (i=1; i≤10; i++)

read(fd, buf, 100);

입력 버퍼가 없어 반복마다 시스템 호출을 해야 하므로 성능이 저하됨

시스템 호출에 따른 비용 정리

시스템 호출에 따른 비용은 매우 큼

시스템 호출은 필연적이지만, 시스템 호출 횟수를 줄여야 응용프로그램의 실행 시간이 짧아지고 더 많은 프로그램을 실행시킬 수 있는 시간을 확보하여 시스템의 처리율이 향상됨

4. 운영체제와 인터럽트

Interrupt(인터럽트)

입출력 장치나 저장 장치들이 비동기적 사건을 CPU에게 알리는 행위

비동기적: 예정되지 않거나 발생시간을 예측할 수 없는 이벤트
ex) 키보드 입력, 네트워크로부터 데이터 도착 등

하드웨어 인터럽트

장치들이 어떤 상황 발생을 CPU에게 알리는 하드웨어 신호
CPU는 인터럽트를 수신하면 인터럽트 서비스 루틴 실행

ex) 하드디스크에서 데이터를 읽는 동안 CPU는 다른 작업을 수행하고 있다가 하드디스크가 작업을 완료했을 때 인터럽트를 통해 CPU에게 알림

소프트웨어 인터럽트

CPU 명령으로 발생시키는 인터럽트 (소프트웨어적으로 CPU 신호를 보내 특정 작업 요청)
시스템 호출을 일으키는 int 0x80 명령 등

컴퓨터에서 인터럽트 활용

마우스 조작 (마우스 움직이거나 클릭)
키보드 입력
네트워크로부터 데이터 도착
하드디스크의 쓰기 종료
시스템 클럭으로부터 일정한 시간 간격으로 알림
컴퓨터의 리셋 버튼 누르기
USB 메모리의 부착 혹은 해제

인터럽트 서비스 루틴

: 하드웨어 인터럽트가 발생했을 때 CPU가 그에 대응하는 코드를 실행할 수 있도록 하는 중요한 매커니즘

인터럽트 핸들러 라고도 불림
디바이스 드라이버나 커널 코드에 포함
- 커널의 일부로 작동
- 각 하드웨어 장치에 대한 하드웨어 드라이버에 의해서 정의
임베디드 컴퓨터의 경우 ROM에 위치
- 시스템이 부팅 시부터 인터럽트를 처리할 수 있도록 하기 위함
- 임베디드 시스템에서 하드웨어와 소프트웨어가 밀접하게 결합 → 인터럽트 서비스 중요
각 드라이버가 커널과 연결됨, 드라이버를 통해 장치와 소통

다중프로그래밍 리뷰

여러 프로세스 동시에 실행
한 프로세스가 입출력 시행하면 다른 프로세스로 교체
인터럽트: 입출력이 완료될 때 장치로부터 입출력 완료 통보를 받는 방법
- 인터럽트가 없다면 CPU는 입출력 완료를 계속 검사하는 **폴링(polling)**을 실행해야 하므로 매우 비효율적
- 인터럽트가 없다면, 다중프로그래밍 운영체제의 구현은 사실상 거의 불가능

인터럽트의 효과

입출력 장치와 CPU가 동시에 각자의 작업 실행
- 입출력 장치는 지시받은 입출력 진행하고 CPU는 다른 프로그램 실행
컴퓨터 시스템이 효율적으로 작동
- CPU 활용률 높아지고 시스템 처리율 향상

[네트워크 보안] 네트워크층 개요

도도히히 — Sun, 9 Nov 2025 17:51:41 +0900

개요

네트워크 계층의 설계 목적

여러 링크를 통해 전달하는 과정에서 발생하는 문제 해결
호스트간 전달과 라우터를 통한 패킷 라우팅(경로 지정)으로 구성

인터넷은 수백만의 컴퓨터를 연결하는 블랙박스 네트워크

한 컴퓨터의 응용층에서 다른 컴퓨터의 응용층까지 메시지 전달

cf. 블랙박스: 내부에서 동작하는 방식은 모르겠지만 안에서 어떤 일이 일어나서 기대했던 결과가 나오는 모델 (사용자 입장에서 내부 동작 방식 알 필요 X)

인터넷의 구성

연결 장치를 통하여 연결된 수많은 네트워크(또는 링크)로 구성
인터넷은 LAN과 WAN들의 조합인 네트워크들이 서로 연결된 네트워크

라우터의 역할

교환기로서 동작
패킷이 한 포트에 도착하면 다른 포트를 통하여 다음 목적지로 전달

교환

네트워크 계층의 핵심 동작은 교환

메시지를 발신지에서 목적지로 전달하는 과정에서 많은 결정이 이루어짐
메시지가 연결 장치에 도착하면 패킷을 송신하는 출력 포트를 결정
연결 장치는 한 포트를 다른 포트에 연결하는 교환기 역할

교환 방식의 종류

회선 교환
패킷 교환

회선 교환

메시지 전달 전에 발신지와 목적지 사이에 물리 회선이 생성
회선 생성 후 메시지 전달
네트워크 계층에서는 구현되지 않고 대부분 물리층에서 사용됨
회선 교환 방식에서는 전체 메시지가 패킷으로 분할되지 않고 전체 전달
ex) 초기 전화 시스템

패킷 교환

현존 인터넷의 네트워크 계층은 패킷 교환망으로 구성
상위 계층 메시지가 관리 가능한 크기의 패킷으로 분할되고, 패킷 단위로 네트워크를 통해 전달
목적지에서 같은 메시지에 속하는 모든 패킷이 도착하면 상위 계층으로 전달
패킷 교환망의 연결장치는 각 패킷을 “최종 목적지까지 어떻게 보낼 것인지” 결정 (패킷만 생각함)

패킷 교환망

네트워크층은 패킷교환망으로 설계

발신지에서 메시지는 데이터그램 단위로 분할
각 데이터그램이 발신지에서 목적지로 전달
수신된 데이터그램은 목적지에서 원래의 메시지로 재조립

제공되는 서비스

비연결형 서비스
연결형 서비스
네트워크층의 패킷 교환망은 비연결형으로 설계되었으나 최근 연결형 서비스로 전환되고 있는 추세임

cf. 하나의 고정된 경로로 보낸다면 연결형, 고정된 경로가 아니라면 비연결형

비연결형 패킷 교환망

단순한 구조로 설계하기 위해 비연결형으로 설계

각 패킷을 상호 독립적으로 처리
- 동일 메시지 내의 패킷들은 목적지까지 같은 경로로 전송되지 않을 수 있음
발신지에서 목적지까지 패킷 전달만을 책임

네트워크내의 교환기를 라우터라고 함

cf. 누가 보냈는지, 어디로 보낼건지만 결정

네트워크 상태를 모니터링하고 그에 따라 라우팅 테이블을 바꿈

상황을 보면서 어디로 전송하는게 빠른지 판단

단순하게 데이터를 전달하기엔 좋지만, 순서가 다르게 전달되는 점이 문제

라우터는 발신지 주소와 목적지 주소를 기반으로 패킷을 처리

목적지 주소를 기반으로 패킷 전달
처리 못 한 패킷이 폐기되는 경우 발신지 주소를 사용하여 오류 메시지 전송

라우팅 테이블: 어디로 보낼지 결정할 때 씀, 상황에 따라 업데이트될 수 있음

SA(Source address)|DA(Destination address)|Data 순서로 저장되어 있음

목적지 주소를 보고 라우팅 테이블을 참조해서 보냄

연결형 서비스

서비스 제공을 위해 가상 회선이 생성

연결설정(setup), 데이터 전송, 연결해제(teardown)의 절차에 따라 회선 생성 및 소멸
데이터그램 송신 전에 경로를 지정하는 가상 회선 생성
연결 생성 후 경로를 따라 데이터그램 전달
- 패킷에는 가상 회선 식별자(흐름 레이블: flow label)가 사용됨
- 각 패킷은 전송 경로인 가상 회선을 따라 전달
  - 라우터에 설정된 레이블을 기반으로 포워딩

연결설정 단계

가상 회선을 위한 엔트리 생성 (어디에서 어디로 보낼지 지정)
송신자와 수신자 사이의 두 패킷 교환이 요구됨
- 요청 패킷 → 발신지와 목적지 주소 전달
- 확인응답 패킷 → 테이블 내의 엔트리 완성

데이터 전송 과정

엔트리를 기반으로 순서대로 전달

연결 해제

발신지는 패킷을 모두 보낸 후 연결 해제 패킷 송신
목적지는 확인응답 패킷으로 응답
모든 라우터는 해당 엔트리 삭제

레이블 값을 기반으로 포워딩 결정

동일한 데이터를 보내지만 데이터 앞에 붙은 레이블이 달라짐 (Incoming → Outgoing)

라우팅 테이블을 참조해서 어떤 포트와 레이블로 보내야 하는지 결정

요청 패킷을 보내면서 incoming 패킷에 대한 레이블 값들을 결정하기

확인응답 과정을 통해 엔트리를 채우는 과정이 마무리됨

정해진 경로로 인해 순서가 안정적이고, 안정적으로 데이터를 보내는 것이 가능함

네트워크층 서비스

네트워크층 서비스를 위한 논리 주소 체계

네트워크 계층은 end-to-end 통신을 제공하므로 디바이스는 네트워크층 주소 또는 논리 주소라는 인터넷 공통의 식별자가 필요함
식별자 시스템은 전체 시스템에 동일하게 적용 가능해야 함
IP address 라는 유일한 주소 공간이 식별자 시스템으로 사용

발신지에서 제공되는 서비스

패킷화
: 상위층으로부터 온 데이터를 데이터그램으로 캡슐화
다음 홉의 논리 주소 찾기
: 라우팅 테이블 참조
다음 홉의 물리 주소(MAC) 찾기
: ARP(주소 변환 프로토콜) 이용
필요한 경우 데이터그램 단편화
: 데이터그램이 MTU(한번에 전송 가능한 데이터그램 사이즈)보다 클 경우

각 라우터에서 제공되는 서비스

전달 받은 데이터를 포워딩 하는 기능 수행

입력을 위한 인터페이스와 출력을 위한 인터페이스를 별도로 관리
- 필요에 따라 단편화를 수행한 후 출력 인터페이스의 데이터 링크층에 전달
라우터는 상위 계층에 관여하지 X

발신지 컴퓨터에서 제공되는 서비스와 동일한 서비스 항목

다음 홉의 논리 주소 찾기
다음 홉의 물리 주소(MAC) 찾기
단편화
데이터그램의 유효성 검증 과정이 추가됨
- 유효성 검사: 데이터그램 헤더가 훼손되지 않았고 데이터그램이 올바른 라우터에 전달되었음을 확인하는 것

목적지 컴퓨터에서 제공되는 서비스

데이터를 목적지에 전달

포워딩 기능은 더 이상 필요하지 X
단편들의 유효성 검사 후 데이터 재조립 수행
재조립된 데이터는 상위층에 전달
- 재조립 타이머 설정, 재조립 완료 전에 타이머가 만료되면 재전송 오류 메시지 전송

네트워크층 문제점들

오류 제어

네트워크 계층은 오류 제어를 제공하지 X
- 오류 제어: 훼손, 손실, 중복 데이터그램 탐지 및 수정 메커니즘
- 간단하고 빠른 동작을 수행해야 하는 네트워크 계층의 요구사항에 따른 설계
- ICMP라는 프로토콜을 통한 오류 제어는 제공
데이터 링크 계층에서 오류 검사를 수행하여도 별도의 오류 제어 필요
- 라우터에서 발생하는 오류는 데이터 링크 계층의 오류 검사로 탐지하지 못함

흐름 제어

수신자의 수신 능력을 초과하지 않도록 발신지에서 데이터 전송 양 조절
수신자가 송신자에게 상태를 알릴 수 있는 피드백 메커니즘 필요
- 네트워크 계층은 직접 흐름 제어를 제공하지 X

혼잡 제어

발신지 컴퓨터에서 송신된 데이터그램 수가 라우터 용량을 초과할 경우 혼잡 상태를 감지하고 관리하는 기능
서비스 품질 관리
멀티미디어(오디오, 비디오, 실시간 통신) 통신 제공
연결방식(비연결형/연결형)마다 다른 전략을 사용할 수 있음
혼잡 제어 또한 네트워크 층에서 제공하지 않음

라우팅

라우팅 테이블 생성 및 관리 문제