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      • 4장: 설계 품질과 트레이드오프
      • 5장: 책임 할당하기
      • 6장: 메시지와 인터페이스
      • 7장: 객체 분해
      • 8장: 의존성 관리하기
      • 9장: 유연한 설계
      • 10장: 상속과 코드 재사용
      • 11장: 합성과 유연한 설계
      • 12장: 다형성
      • 13장: 서브클래싱과 서브타이핑
      • 14장: 일관성 있는 협력
      • 15장: 디자인 패턴과 프레임워크
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      • 2장: 아키텍처 개요
      • 3장: 애그리거트
      • 4장: 리포지토리와 모델 구현
      • 5장: 스프링 데이터 JPA를 이용한 조회 기능
      • 6장: 응용 서비스와 표현 영역
      • 7장: 도메인 서비스
      • 8장: 애그리거트 트랜잭션 관리
      • 9장: 도메인 모델과 바운디드 컨텍스트
      • 10장: 이벤트
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    • 이펙티브 자바
      • 2장: 객체의 생성과 파괴
        • item 1) 생성자 대신 정적 팩토리 메서드를 고려하라
        • item2) 생성자에 매개변수가 많다면 빌더를 고려하라
        • item3) private 생성자나 열거 타입으로 싱글톤임을 보증하라
        • item4) 인스턴스화를 막으려면 private 생성자를 사용
        • item5) 자원을 직접 명시하는 대신 의존 객체 주입 사용
        • item6) 불필요한 객체 생성 지양
        • item7) 다 쓴 객체는 참조 해제하라
        • item8) finalizer와 cleaner 사용 자제
        • item9) try-with-resources를 사용하자
      • 3장: 모든 객체의 공통 메서드
        • item 10) equals는 일반 규약을 지켜 재정의 하자
        • item 11) equals 재정의 시 hashCode도 재정의하라
        • item 12) 항상 toString을 재정의할 것
        • item 13) clone 재정의는 주의해서 진행하라
        • item 14) Comparable 구현을 고려하라
      • 4장: 클래스와 인터페이스
        • item 15) 클래스와 멤버의 접근 권한을 최소화하라
        • item 16) public 클래스에서는 public 필드가 아닌 접근자 메서드를 사용하라
        • item 17) 변경 가능성을 최소화하라
        • item 18) 상속보다는 컴포지션을 사용하라
        • item 19) 상속을 고려해 설계하고 문서화하고, 그러지 않았다면 상속을 금지하라
        • item 20) 추상 클래스보다는 인터페이스를 우선하라
        • item 21) 인터페이스는 구현하는 쪽을 생각해 설계하라
        • item 22) 인터페이스는 타입을 정의하는 용도로만 사용하라
        • item 23) 태그 달린 클래스보다는 클래스 계층구조를 활용하라
        • item 24) 멤버 클래스는 되도록 static으로 만들라
        • item 25) 톱레벨 클래스는 한 파일에 하나만 담으라
      • 5장: 제네릭
        • item 26) 로 타입은 사용하지 말 것
        • item 27) unchecked 경고를 제거하라
        • item 28) 배열보다 리스트를 사용하라
        • item 29) 이왕이면 제네릭 타입으로 만들라
        • item 30) 이왕이면 제네릭 메서드로 만들라
        • item 31) 한정적 와일드카드를 사용해 API 유연성을 높이라
        • item 32) 제네릭과 가변 인수를 함께 사용
        • item 33) 타입 안전 이종 컨테이너를 고려하라
      • 6장: 열거 타입과 어노테이션
        • item 34) int 상수 대신 열거 타입을 사용하라
        • item 35) ordinal 메서드 대신 인스턴스 필드를 사용하라
        • item 36) 비트 필드 대신 EnumSet을 사용하라
        • item 37) ordinal 인덱싱 대신 EnumMap을 사용하라
        • item 38) 확장할 수 있는 열거 타입이 필요하면 인터페이스를 사용하라
        • item 39) 명명 패턴보다 어노테이션을 사용하라
        • item 40) @Override 어노테이션을 일관되게 사용하라
        • item 41) 정의하려는 것이 타입이라면 마커 인터페이스를 사용하라
      • 7장: 람다와 스트림
        • item 42) 익명 클래스보다는 람다를 사용하라
        • item 43) 람다보다는 메서드 참조를 사용하라
        • item 44) 표준 함수형 인터페이스를 사용하라
        • item 45) 스트림은 주의해서 사용하라
        • item 46) 스트림에서는 부작용 없는 함수를 사용하라
        • item 47) 반환 타입으로는 스트림보다 컬렉션이 낫다
        • item 48) 스트림 병렬화는 주의해서 적용하라
      • 8장: 메서드
        • item 49) 매개변수가 유효한지 검사하라
        • item 50) 적시에 방어적 복사본을 만들라
        • item 51) 메서드 시그니처를 신중히 설계하라
        • item 52) 다중정의는 신중히 사용하라
        • item 53) 가변인수는 신중히 사용하라
        • item 54) null이 아닌, 빈 컬렉션이나 배열을 반환하라
        • item 55) 옵셔널 반환은 신중히 하라
        • item 56) 공개된 API 요소에는 항상 문서화 주석을 작성하라
      • 9장: 일반적인 프로그래밍 원칙
        • item 57) 지역 변수의 범위를 최소화하라
        • item 58) 전통적인 for문보다 for-each문을 사용하기
        • item 59) 라이브러리를 익히고 사용하라
        • item 60) 정확한 답이 필요하다면 float, double은 피하라
        • item 61) 박싱된 기본타입보단 기본 타입을 사용하라
        • item 62) 다른 타입이 적절하다면 문자열 사용을 피하라
        • item 63) 문자열 연결은 느리니 주의하라
        • item 64) 객체는 인터페이스를 사용해 참조하라
        • item 65) 리플렉션보단 인터페이스를 사용
        • item 66) 네이티브 메서드는 신중히 사용하라
        • item 67) 최적화는 신중히 하라
        • item 68) 일반적으로 통용되는 명명 규칙을 따르라
      • 10장: 예외
        • item 69) 예외는 진짜 예외 상황에만 사용하라
        • item 70) 복구할 수 있는 상황에서는 검사 예외를, 프로그래밍 오류에는 런타임 예외를 사용하라
        • item 71) 필요 없는 검사 예외 사용은 피하라
        • item 72) 표준 예외를 사용하라
        • item 73) 추상화 수준에 맞는 예외를 던지라
        • item 74) 메서드가 던지는 모든 예외를 문서화하라
        • item 75) 예외의 상세 메시지에 실패 관련 정보를 담으라
        • item 76) 가능한 한 실패 원자적으로 만들라
        • item 77) 예외를 무시하지 말라
      • 11장: 동시성
        • item 78) 공유 중인 가변 데이터는 동기화해 사용하라
        • item 79) 과도한 동기화는 피하라
        • item 80) 스레드보다는 실행자, 태스크, 스트림을 애용하라
        • item 81) wait와 notify보다는 동시성 유틸리티를 애용하라
        • item 82) 스레드 안전성 수준을 문서화하라
        • item 83) 지연 초기화는 신중히 사용하라
        • item 84) 프로그램의 동작을 스레드 스케줄러에 기대지 말라
      • 12장: 직렬화
        • item 85) 자바 직렬화의 대안을 찾으라
        • item 86) Serializable을 구현할지는 신중히 결정하라
        • item 87) 커스텀 직렬화 형태를 고려해보라
        • item 88) readObject 메서드는 방어적으로 작성하라
        • item 89) 인스턴스 수를 통제해야 한다면 readResolve보다는 열거 타입을 사용하라
        • item 90) 직렬화된 인스턴스 대신 직렬화 프록시 사용을 검토하라
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      • 2장: 동작 파라미터화
      • 3장: 람다
      • 4장: 스트림
      • 5장: 스트림 활용
      • 6장: 스트림으로 데이터 수집
      • 7장: 병렬 데이터 처리와 성능
      • 8장: 컬렉션 API 개선
      • 9장: 람다를 이용한 리팩토링, 테스팅, 디버깅
      • 10장: 람다를 이용한 DSL
      • 11장: null 대신 Optional
      • 12장: 날짜와 시간 API
      • 13장: 디폴트 메서드
      • 14장: 자바 모듈 시스템
      • 15장: CompletableFuture와 Reactive 개요
      • 16장: CompletableFuture
      • 17장: 리액티브 프로그래밍
      • 18장: 함수형 프로그래밍
      • 19장: 함수형 프로그래밍 기법
      • 20장: 스칼라 언어 살펴보기
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  • 1계층: 물리계층
  • 2계층: 데이터 링크 계층
  • 3계층: 네트워크 계층
  • 4계층: 전송 계층
  • 5계층: 세션 계층
  • 6계층: 표현 계층
  • 7계층: 응용 계층
  • 전체적인 통신 과정
  1. CS
  2. 네트워크

OSI 7계층

표준화된 통신용 규약으로, 네트워크 동작을 나누어 이해하고 개발하는데 필수적인 개념이다.

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Last updated 9 months ago

  • OSI 7계층을 한눈에 그림으로 나타내면 아래와 같다.

  • 각 레이어의 프로토콜은 하위 레이어의 프로토콜이 제공하는 기능을 사용해 동작한다.

  • 데이터의 앞쪽에 붙는 것은 헤더이고, 뒤쪽에 붙는 것은 트레일러이다.

1계층: 물리계층

  • bit 단위의 사용자 데이터를 전송하는 계층

  • 물리적으로 연결된 장비를 이용해 전기 신호를 전달한다.

  • 주요 장비로는 네트워크 통신을 중재하는 Hub, Repeater와 케이블 장치인 Cable, Connector와 컴퓨터의 랜 카드와 케이블을 연결하는 장치인 Tranceiver, 네트워크 모니터링과 패킷 분석을 위해 전기 신호를 다른 장비로 복제해주는 TAP이 있다.

  • 전기 신호가 들어오면 이 전기 신호를 재생성해 다른 모든 포트에 전송한다.

  • UTP 케이블을 사용하면 설치가 용이하지만 간섭에 약하다는 점이 있다. (Direct: 서로 다른 계층의 장치 연결, Cross: 동일 계층 장치 연결)

2계층: 데이터 링크 계층

  • 전기 신호를 모아 알아볼 수 있는 데이터 형태로 처리하는 계층

  • 주소 정보를 정의하고 정확한 주소로 통신이 되도록 직접 연결된 네트워크 장치 간의 데이터 전송을 담당한다.

  • ARP 프로토콜로 IP 주소를 MAC주소로 변환해, MAC 주소 기반으로 통신한다.

  • 프레이밍(Framing), 흐름 제어, 오류 제어, 접근 제어, 동기화

  • 프레임

    • 2계층에서 전송되는 데이터

    • 프레임의 헤더에는 송신 및 수신 장치의 주소가 포함

      • 트레일러에는 오류 검출을 위한 오류 검출 코드 포함

  • MAC주소(Media Access Control)

    • 스위치가 프레임을 주고받을 때 사용하는 주소

    • 48bit 의 16 진수로 표현됨

    • 소프트웨어적으로만 주소 변경 가능

  • NIC (Network Interface Card)

    • PC나 서버에서 네트워크를 연결해주는 카드나 인터페이스를 지칭한다.

    • 고유 MAC 주소를 가지며 목적지 MAC 주소가 NIC의 MAC 주소와 동일하면 올바르게 도착한 데이터이므로 상위 계층에서 처리할 수 있도록 메모리에 적재한다.

    • 동작 방식은 다음과 같다.

      • 전기 신호를 데이터 형태로 만든다.

      • 목적지 MAC 주소와 출발지 MAC 주소, 네트워크 인터페이스 카드의 MAC 주소를 확인한다.

      • 목적지 MAC 주소와 네트워크 인터페이스가 가진 MAC 주소가 맞으면 데이터를 처리하고, 아니면 데이터를 폐기한다.

  • 스위치

    • 단말의 MAC 주소와 연결된 포트 데이터를 기반으로 통신 시 포트를 적절히 필터링하고 포워딩해준다.

    • 스위치의 적절한 필터링과 포워딩 덕분에 통신이 필요한 포트만 사용하고 네트워크 전체에 불필요한 처리가 감소하여 이더넷 기반 네트워크가 급증하는 계기가 되었다.

3계층: 네트워크 계층

  • 호스트 간의 통신을 담당하여 IP 주소를 기반으로 패킷을 전달하는 계층

  • 패킷: 네트워크 계층의 데이터

  • 네트워크 간의 최적의 경로를 결정한다.

  • LAN 구간(라우터와 PC 의 연결구간)과 WAN 구간(라우터와 라우터 연결 구간) 연결

  • 라우터

    • IP 주소를 사용해 최적의 경로를 찾아 패킷을 전송하는 역할을 하는 장비이다.

    • 최적의 경로는 라우터 프로토콜에 따라 정해진다.

    • 라우터는 LAN 구간의 통신을 위해 MAC 주소를 보유한다.

    • 논리적 링크와 물리적 링크를 함께 사용한다.

  • 네트워크 계층의 프로토콜

    • IP: v4, v6 보유

    • ARP: IP 주소를 기반으로 MAC 주소 찾을 때 사용

    • RARP: MAC 주소 기반으로 IP 주소 찾을 때 사용

4계층: 전송 계층

  • 애플리케이션 간 통신을 담당하여 실제 데이터가 잘 보내지는지 확인하고, 목적지 애플리케이션으로 데이터를 어떤 방식으로 전송할 지 담당한다.

  • 세그먼트: 전송 계층의 데이터 헤더에는 포트/소켓 주소가 포함된다.

  • 종단간 (End to End) 데이터 통신 보장, 흐름 제어와 오류 제어 등을 통해 데이터 통신 보장

  • 지연에 따른 왜곡 및 대역폭 부족 문제 해결

  • 동시에 여러 개의 논리적 연결 지원

  • 사용자 데이터 분할과 재조립을 통해 과부하를 예방

  • TCP, UDP

  • 로드 밸런서, 방화벽

    • 애플리케이션 구분자인 포트 번호와 패킷의 시퀀스 번호, ACK 번호를 이용해 부하를 분산하거나 보안 정책을 수립해 패킷의 통과/차단 기능을 수행한다.

5계층: 세션 계층

  • 애플리케이션 간 통신에서 세션을 관리한다.

    세션: 데이터가 실질적으로 이동하는 통로

  • 양 끝단의 응용 프로세스의 연결 성립, 연결 유지, 연결 종료를 관리한다.

  • 에러로 중단된 통신에 대한 에러 복구와 재전송도 수행한다.

  • 메시지: 세션 계층 데이터

  • RPC

6계층: 표현 계층

  • 애플리케이션 간 통신에서 메시지 포맷 관리

  • 데이터를 어떻게 표현하는지 정의한다.

  • 응용 계층에서 생성된 데이터를 다른 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 변환해준다.

  • MIME 인코딩이나 암호화, 데이터 압축, 코드 변환 등이 수행될 수 있다.

7계층: 응용 계층

  • 응용 프로그램과 통신 프로그램 사이를 연결

  • 애플리케이션 목적에 맞는 통신 방법 제공

  • HTTP, DNS, SMTP, FTP가 대표적인 프로토콜이다.

  • 어떻게 데이터가 오고가는지는 관여하지 않는다.

전체적인 통신 과정

  1. 데이터를 전송하고자 할 때 실제 메시지에 7계층부터 1계층까지 헤더를 점차 붙인다. (캡슐화)

  2. 라우터에서는 전송받은 데이터를 데이터 링크 레이어를 거쳐 네트워크 레이어까지 올려 목적지의 IP 주소를 확인한 후 다시 물리 계층까지 내려준다.

  3. 목적지까지 데이터가 전송되었으면, 각 계층의 헤더를 분리해내면서 레이어 계층을 올린다.(역캡슐화) 최종적으로 목적지 애플리케이션은 순수한 메시지만 받게 된다.

출처

https://www.youtube.com/watch?v=6l7xP7AnB64&t=382s

https://www.geeksforgeeks.org/layers-of-osi-model/

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