[네트워크] 기초 공부 내용 정리

본 내용은 네트워크에 대해 공부하고 이해한 내용을 정리한 글임을 밝힘

 

목차

 

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네트워크

 

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1. 네트워크[Network]

1.1. 네트워크란?

Net + Work의 합성어

• 그물처럼 서로 엮어서 일하는 것
• 각종 통신 장비들이 서로 연결되어 데이터를 교환하여 일하는 통신망
• 컴퓨터 네트워크에서 컴퓨팅 장치들은 노드 간 연결(데이터 링크)을 사용하여 서로에게 데이터 교환

 

1.2. 네트워크 기초 용어 - ★

•  시스템(system)
  • 중앙 처리 장치·기억 장치·입출력 장치·통신 회선 등의 유기적 결합
  • 입력된 데이터를 프로그램으로 처리하는 기계장치라고 이해
• 인터페이스(interface)
  • 시스템을 연동하기 위해서 정해놓은 규칙
  • 서로 다른 사물이나 시스템 간의 커뮤니케이션을 가능하게 하는 상호작용 방식
• 전송 매체(media)
  • 시스템끼리 데이터를 전달하기 위한 유선 무선 수단
• 프로토콜(protocol)
  • 시스템 간에 통신을 원활하게 해주는 규약
  • 컴퓨터끼리 서로 이해할 수 있는 공통된 언어/규칙
• 인터넷(internet)
  • TCP/IP라는 통신 프로토콜을 이용해 정보를 주고받는 컴퓨터 네트워크
• 인트라넷(intranet)
  • 기업 내 사설 네트워크
• 노드(Node)
  • 데이터를 주고 받는 모든 시스템을 통칭하여 부르는 말
  • 컴퓨터, 휴대폰 단말기, 프린터 장치 등등등 데이터를 주고 받을 수 있는 모든 것
•  호스트(Host)
  • 컴퓨팅 기능이 있는 시스템
•  클라이언트(Client)
  • 네트워크를 통하여 서버 시스템에 접속 및 서비스를 요청하는 시스템
• 서버(Server)
  • 클라이언트의 요청을 받아 서비스를 처리하는 시스템
• 포트(port)
  • 운영 체제 통신의 종단점, 네트워크 서비스나 특정 프로세스를 식별하는 논리 단위

 

1.3. 네트워크 주소 체계

주소 종류

• IP 주소 (Internet Protocol address) 
  • 네트워크 상에 존재하는 컴퓨터(노드)간 통신을 하기 위해 고유하게 부여된 주소
• MAC(Media Access Control) 주소
  • 네트워크 카드 하드웨어에 부여되는 고유한 물리적 주소
• URI(Uniform Resource Identifier)
  •  네트워크 상에 존재하는 자원을 구분하는 식별자(ID)
  • URL과 URN이 속함.
• URL(Uniform Resource Locator)
  • 인터넷에서 웹 페이지, 이미지, 비디오 등 리소스의 위치를 가리키는 주소
• URN (Uniform Resource Name)
  • 자원의 이름을 나타내는 말

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2. 네트워크 분류

2.1. 전송 매체에 따른 분류

전송 매체 : 시스템끼리 데이터를 전달하기 위한 유선 무선 수단

• 유도매체(guided media) : 유선 물리적 전송
  • 물리적으로 연결되어 있기 때문에 고속으로 전송, 안정성은 있지만 통신 거리가 짧은 게 특징ex.
    • 동축케이블 : 절연된 구리선, 전송속도 빠름.
    • 꼬임선 : 2중 나선 케이블, 다른 선들에 비회 감쇠가 있는 편
    • 광섬유 케이블 : 빛의 특성 이용, 유리나 플라스틱으로 만들어짐. 설치 비용 비쌈.

 

• 비유도매체(unguided media) : 무선 전자기파 전송
  • ex.
    • 라디오파 : 안테나 불필요
    • 마이크로파 : 접시 안테나 사용
    • 위성마이크로파 : 위성 통신, 커다란 접시 안테나 사용

 

2.2. 데이터 전송 방식에 따른 네트워크 분류

• 회선 교환망(Circuit Switched Network)
  • 데이터 전송 전 양단 사이의 연결 설정 → 연결형 서비스
  • 통신이 끝날 때까지 연결을 독점적으로 사용하는 방식(ex. 전화망)
• 패킷 교환망 (Packet Switched Network)
  • 연결을 설정하지 않고 데이터를 패킷이라는 작은 단위로 나누어 전송 → 비연결형 서비스
  • 패킷마다 발신지와 수신지의 주소를 넣어 패킷 교환망에 보내면, 패킷 교환기가 그 주소를
    보고 최종 목적지까지 전달 (ex.디지털팩스)
  • 데이터를 전송하는 동안만 네트워크 자원을 사용하도록 하는 방법
• 셀 교환 망 (Cell Switched Network)
  • 망 내에서는 프로토콜을 간략화하여 데이터를 셀이라고 부르는 패킷 단위로 전송
  • ATM(Asynchronous Transfer Mode)은 셀 교환망의 대표적인 형태
• 메시지 교환 (Message Switching)
  • 전송하는 메시지의 헤더마다 목적지 주소를 표시해 데이터 전송

 

2.3. 위상(Topolopy)

• 여러 대의 컴퓨터와 주변장치를 연결하는 기법

2.3.1. 위상에 따른 분류

• 버스(Bus) 형
  • 한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말 장치가 연결되어 있는 형태
  • 회선관리 용이, 노드 추가/삭제 용이, 회선 고장 시 젂체 네트워크 제한됨
• 트리(Tree) 형
  • 각 노드가 계층적으로 연결되어 나뭇가지가 뻗어 있는 모양의 구조
  • 허브를 통한 손쉬운 노드 연결, 허브 고장 시 단말 네트워크 제한됨
• 링(Ring) 형
  • 컴퓨터와 단말장치들을 서로 이웃끼리 Point-to-Point 연결
  • 단/양방향 전송 , 손쉬운 노드 연결, 노드 고장시 전체 네트워크 제한
• 성(Star) 형
  • 중앙 컴퓨터에 단말 장치들이 연결되는 구조
  • 소규모 네트워크, 중앙 장치가 고장시 전체 네트워크 제한
• 매쉬(Mesh) 형
  • 모든 지점의 컴퓨터와 단말장치를 서로 연결시킨 상태
  • 장애에 강한 대량의 통신, 관리의 고비용

 

2.4. 네트워크 망 규모에 따른 분류

호스트 사이의 연결 거리를 기준으로 네트워크를 분류

• PAN(Personal Area Networks)
  • 가장 작은 규모의 네트워크
•  LAN(Local Area Networks)
  • 근거리 영역 네트워크
  • 건물내 컴퓨터 장비 연결 정도의 크기
• MAN(Metropolitan Area Networks)
  • 대도시 영역 네트워크
  • 도시 또는 큰 캠퍼스를 연결할 정도의 크기
• WAN(Wide Area Networks)
  • 지리적으로 흩어진 광대역 네트워크
  • 대륙과 대륙을 연결할 정도의 크기

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3. 네트워크 아키텍처

3.1. 서버와 클라이언트의 역할에 따른 분류

• 서버 / 클라이언트 모델
  • 서비스 요청자인 클라이언트와 서비스 제공자인 서버 간에 작업을 분리해주는 분산 애플리케이션 구조이자       네트워크 아키텍처
• P2P(Peer-to-Peer)
  • 동등 계층 간 통신망
  • 중앙 집중식 관리 시스템을 사용하지 않고, 상호 연결된 노드(피어) 간에 자원 공유
  • 일반적으로 노드들을 규모가 큰 애드혹으로 서로 연결하는 경우 이용

 

3.2. 데이터 전송 방식에 따른 분류

• 회선 교환망(Circuit Switched Network)
  • 데이터 전송 전 양단 사이의 연결 설정 → 연결형 서비스
  • 통신이 끝날 때까지 연결을 독점적으로 사용하는 방식(ex.전화망)
• 패킷 교환 망 (Packet Switched Network)
  • 연결을 설정하지 않고 데이터를 패킷이라는 작은 단위로 나누어 전송 → 비연결형 서비스
  • 패킷마다 발신지와 수신지의 주소를 넣어 패킷 교환망에 보내면, 패킷 교환기가 그 주소를
    보고 최종 목적지까지 전달 (ex.디지털팩스)
  • 데이터를 전송하는 동안만 네트워크 자원을 사용하도록 하는 방법

 

3.3. 연결 방식에 따른 정보 통신망 분류

• 유선망
  • 컴퓨터 네트워크 연결을 유선으로 구성하는 경우 (유선 LAN )
  • 일명 Ethernet으로 부르며 IEEE 802.3 표준방식으로 동작
  • 무선 LAN에 비해 속도가 빠르고 보안 면에서 안전
• 무선망
  • 선이 없이 구성된 형태의 컴퓨터망
  • 무선 인터넷망을 일명 Wi-Fi망이라고 함
  • 컴퓨터는 핫스팟 내에서 AP를 통하여 무선으로 인터넷 망에 접속
• 모바일망
  • 수 킬로미터 지역을 지원하는 셀(Cell) 형태의 모바일망
  • 셀(Cell)이라는 수싞가능지역 안에 들어오면 인터넷에 연결
    - WiBro (Wireless Broadband) 
    - WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)

 

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4. OSI 참조 모델

4.1. OSI 7계층

ISO(국제표준화기구)에서 개발한 프로토콜과 통신을 계측으로 나누어 설명한 개방형 시스템 상호 연결 모델
크고 복잡한 시스템을 기능별로 모듈화 → 관리 확장 용이

4.2. 계층 별 프로토콜 구분

1. 물리 계층 : 하드웨어 전송을 담당, 전기적인 신호나 기계적인 신호를 담당 (비트 통신을 담당)

• 통신 케이블 허브
• 오류 제어 X

2. 데이터 링크 계층 : 물리 계층을 통해 전송되는 데이터의 물리적 전송 오류를 해결한다.

• 스위치, 브릿지 장비
• Data + TCP 헤더 + IP 헤더 + MAC 주소 → 프레

3. 네트워크 계층 : IP 주소를 담당하는 계층, 경로 설정(라우팅)을 담당함.

• 네트워크 계층에서의 데이터를 패킷이라고 부른다고 이해
  • Data + TCP 헤더 + IP 헤더 : 패킷
• L3 스위치 IP 공유기

4. 전송 계층 : 송신 프로세스와 수신 프로세스를 직접 연결

• 흐름 제어, 오류 제어 역할을 함. 신뢰성 있는 데이터를 연결
• 세그먼트 : Data + TCP 헤더

5. 세션 계층 : 데이터를 만들어내는 계층

• 프로세스 간 논리적 연결 담당

6. 표현 계층 : 코드 간의 번역을 담당. 인코딩, 암호화하는 방식

7. 응용 계층 : 여러 응용 서비스를 수행하는 계

5. TCP/IP 프로토콜

5.1. TCP/IP 계층 구조

인터넷 통신을 위해

③. Internet 계층은 : IP 프로토콜 : 네트워크 상 최종 목적지까지 정확하게 연결되도록 연결성을 제공

④. Transport : TCP 프로토콜 : 통신 노드 간의 연결을 제어하고 신뢰성 있는 데이터 전

TCP/IP 계층 구조

• 두 호스트가 교환하는 데이터와 승인 메세지의 형식을 정의
  서버와 클라이언트간의 데이터를 뢰성있게 전달하기 위해 만들어진 규약
• 데이터가 의도된 목적지에 닿을 수 있도록 보장해주는 통신 규약

 

• TCP(Transmission Control Protocol)
  • 전달받은 패킷을 재조립하고, 패킷에 손상이 있거나 손실된 패킷이 있다면 재전송을 요청하는
    패킷을 전송하여 재전송
• IP(Internet Protocol)
  • 인터넷에서 컴퓨터의 위치를 찾아서 데이터를 전송하기 위해 지켜야 할 규약

 

5.3. IP 주소(Internet Protocol Address)

•  인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유한 주소 숫자로 8비트씩 4부분, 총 32비트로 구성

마무리

프로토콜이 규약인 건 알겠는데 계층이 튀어나오고 하다보니 이해가 조금 어려운 점이 있었음.

내용 정리 글을 다시 읽어보면서 정리할 필요가 있음.