[CS] {네트워크} 네트워크란?

1. 컴퓨터 네트워크 거시적으로 살펴보기

1) 네트워크 기본 구조

네트워크 구조 = 그래프

(1) 호스트(가장자리에 위치한 노드)

- 호스트 역할에 따른 구분

a. 클라이언트

b. 서버

 

(2) 네트워크 장비(중간에 위치한 노드)

- 호스트 간 주고받을 정보가 거치는 중간 노드

- 호스트 간 주고받는 정보가 수신지까지 안정적이고 안전하게 전송

 

(3) 통신매체(노드 간 연결하는 링크)

a. 유선 매체

b. 무선 매체

 

(4) 메시지(노드 간 주고받는 정보)

ex. 웹페이지, 파일, 메일 등

 

2) 네트워크의 분류

(1) 범위에 따른 네트워크 분류

a. LAN(Local Area Network)

: 가까운 지역을 연결하는 근거리 통신망

 

b. WAN(Wide Area Network)

: 먼 지역을 연결하는 광역 통신망

- 인터넷이 WAN으로 분류

- 다른 LAN에 속한 호스트와 메시지를 주고받아야 할 때 필요

>> ISP(Internet Service Provider)

- 사용자에게 인터넷과 같은 WAN에 연결가능한 회선을 임대하는 등 WAN과 관련한 다양한 서비스를 제공

(ex. KT, LG, SKT)

 

(2) 메시지 교환 방식에 따른 네트워크 분류

a. 회선 교환 네트워크

- 메시지를 주고받기 전 회선(메시지 전송로)을 설정한 뒤, 해당 회선을 통해 메시지를 주고받는 방식

>> 장단점

[장점]

- 두 호스트 사이에 연결을 확보한 후에 메시지를 주고 받는 특성 덕분에

주어진 시간 동안 전송되는 정보의 양이 비교적 일정함

[단점]

- 회선의 이용 효율이 낮아질 수 있음

- 가능한 모든 회선에 끊임없이 메시지가 흐르고 있어야만 회선의 이용 효율이 높아짐

- 메시지를 주고받지 않으면서 회선을 점유하는 것은 낭비

 

b. 패킷 교환 네트워크

- 메시지를 '패킷'이라는 단위로 쪼개어 전송

- 쪼개어 전송된 패킷들은 수신지에서 재조립

- 전송로의 이용효율이 높아 회선 교환 방식의 문제점을 해결

- 현대 인터넷은 대부분 패킷 교환 방식을 사용

 

+ '패킷'의 구조

- 페이로드(택배 물품) : 전송하려는 데이터

- 헤더, 트레일러(택배 송장) : 부가 정보 또는 제어 정보

> 헤더에 담기는 대표적인 정보. 주소

ex. IP 주소, MAC 주소

- 주소가 있다면 "누구에게 전송할지"를 지정할 수 있다!

    -> 특정 기기 하나에 전송

         같은 네트워크 내 모든 기기로 전송

         같은 그룹에 속한 기기에 전송 등

 

> 송수신지 유형별 전송 방식

a. 유니캐스트

: 하나의 수신지에 메시지를 전송

- 송신지와 수신지가 일대일로 메시지를 주고 받는 경우

b. 브로드캐스트

: 네트워크상의 모든 호스트에게 전송

- 브로드캐스트 도메인 : 브로드캐스트가 전송되는 범위

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2. 컴퓨터 네트워크 미시적으로 살펴보기

두대의 컴퓨터가 패킷을 주고받는 상황을 상정.

 

1) 프로토콜(네트워크 세상의 언어)

: 노드간에 정보를 올바르게 주고받기 위해 합의된 규칙이나 방법

(ex. HTTP <-> HTTP , FTP <-> FTP)

- 모든 프로토콜에는 목적과 특징이 있다.

 

2) 네트워크 참조 모델

: 네트워크를 통해 송수신하는 과정

- 정형화된 여러 단계가 있다

- 이 단계는 계층적으로 표현 가능하다

 

>> 통신 과정을 계층적으로 나눈 이유

(1) 네트워크 구성과 설계가 용이

(2) 네트워크 문제진단과 해결이 용이

 

>> 대표적인 네트워크 참조모델

(1) OSI모델 (OSI 7계층)

- 국제 표준화 기구 ISO에서 만든 네트워크 참조 모델

7. 응용 계층	사용자 및 사용자가 이용하는 응용 프로그램에 다양한 네트워크 서비스
6. 표현 계층	문자를 컴퓨터가 이해할 수 있는 코드로 변환(인코딩)하거나, 압축, 암호화
5. 세션 계층	세션(통신을 주고받는 호스트의 응용 프로그램 간 연결상태)을 관리
4. 전송 계층	신뢰성 있고 안정성 있는 전송을 해야 할 때 필요한 계층
3. 네트워크 계층	메시지를 (다른 네트워크에 속한) 수신지까지 전달하는 계층
2. 데이터 링크 계층	네트워크 내 주변 장치 간의 정보를 올바르게 주고받기 위한 계층(오류 확인)
1. 물리 계층	OSI 모델의 최하단, 1과 0으로 표현되는 비트 신호를 주고받는 계층

 

(2) TCP/IP 모델 

- TCP/IP 4계층

- 인터넷 프로토콜 스위트

- TCP/IP 프로토콜 스택

4. 응용 계층	OSI 모델의 세션+표현+응용 계층과 유사
3. 전송 계층	OSI 모델의 전송 계층과 유사
2. 인터넷 계층	OSI 모델의 네트워크 계층과 유사
1. 네트워크 엑세스 계층	(링크 계층, 네트워크 인페이스 계층) OSI 모델의 데이터 링크 계층과 유사

이후부터는 TCP/IP 모델 확장(+물리계층)으로 정리됨

3) 캡슐화와 역캡슐화

- 메시지는 송신지 입장에서는 가장 높은 계층에서부터 가장 낮은 계층으로 이동

- 메시지는 수신지 입장에서는 가장 낮은 계층에서부터 가장 높은 계층으로 이동

 

(1) 캡슐화 : 계층 별 프로토콜의 목적과 특징에 부합하는 헤더 추가

이전 계층의 헤더+페이로드(패킷)는 다음 계층의 페이로드가 됨

- 상위 계층에게 내려받은 패킷을 페이로드로 삼아, 프로토콜에 걸맞은 헤더(혹은 트레일러)를 덧붙인 후 하위 계층전달

- 상위 계층의 패킷은 하위 계층에서의 페이로드로 간주

 

(2) 역캡슐화 : 계층 별 프로토콜의 목적과 특징에 부합하는 헤더 제거

- 캡슐화 과정에서 붙였던 헤더(및 트레일러)를 각 계층에서 확인한 뒤 제거하는 과정

 

(3) PDU

: 각 계층에서 송수신되는 메시지의 단위

- 현재 계층의 PDU = 상위 계층 데이터 + 현재 계층의 프로토콜 헤더