01. 네트워크 기본개념

• 네트워킹: 장비들을 서로 대화가 가능하도록 묶어주는 것
  • 정보의 공유, 자원의 공유를 위해서
• 인터넷(Internet): 여러 개의 네트워크를 묶었다
  • 인터넷의 특징
    • 하나의 프로토콜만 사용한다. (프로토콜은 대화의 규칙, 통신의 규칙). 인터넷에서 사용하는 프로토콜이 바로 TCP/IP이다.
    • 웹 브라우저를 이용해 인터넷을 탐험한다.
    • 인터넷에는 없는 정보가 없다.
• 인트라넷(IntraNet): 내부의 네트워크. 인터넷의 특징을 가진다. 사내에서 사내메일시스템이나 인사총무 등의 시스템에 사용한다.
  • 인터넷과의 차이점
    • 그 회사 사람 말고 다른 사람은 인터넷을 통해 접속이 불가능하다.
• 엑스트라넷(ExtraNet): 그 기업의 인트라넷을 그 기업의 사원 이외에도 협력 회사나 고객에게 사용할 수 있도록 한 것
  
  

LAN과 WAN

• LAN(Local Area Network): 어느 정도 한정된 공간에서 네트워크를 구성한다.
• WAN(Wide Area Network): 멀리 떨어진 지역을 서로 연결하여 네트워크를 구성한다.

	LAN	WAN
역할	거점 내 기기끼리 서로 연결한다	거점인 LAN끼리 서로 연결한다
구축 및 관리	직접 구축하고 관리한다	통신사업자가 구축하고 관리한다
초기 비용	설계와 구축 인건비, 기기 비용	서비스 계약 요금
관리 비용	관리자 인건비	통신요금

이더넷

• 이더넷(Ethernet): 네트워킹의 한 방식.
  • 이더넷의 가장 큰 특징은 CSMA/CD라는 프로토콜을 사용해서 통신한다.
• CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection): 대충 알아서 눈치로 통신하자.
  • CSMA/CD의 동작
    - Carriser Sense: 캐리어(네트워크상에 나타나는 신호) 감지. 누군가 네트워크에서 통신하고 있는지 감지하는 것
    - 네트워크에서 통신이 없어지면 (캐리어가 감지되지 않으면) 눈치를 보다가 무조건 자기 데이터를 네트워크상에 실어보낸다.
    - 만약 2개 이상의 PC나 서버가 동시에 네트워크상에 데이터를 실어보내면 다중접근으로 인해 충돌이 발생한다.
    - 이더넷에서는 데이터를 네트워크에 실어서 보내고 나서도 충돌이 발생하지 않았는지를 잘 점검해야 한다. 이것이 바로 충돌감지(Collision Detection)
    - 충돌이 발생하게 되면 데이터를 전송했던 PC들은 랜덤한 시간 동안 기다린 후 다시 데이터를 전송하게 된다. 랜덤한 시간이란, 우리가 느끼지 못할 만큼 작은 시간.
    - 15번 동안 충돌이 나면 포기한다.
    - 따라서, 충돌이 발생하는 것은 이더넷의 CSMA/CD라는 특성상 자연스러운 일이지만, 너무 많은 충돌이 발생하게 되면 통신 자체가 불가능해지는 경우도 생길 수 있다.
    
    

MAC 주소

• MAC 주소: 네트워크상에서 컴퓨터가 서로를 구분하기 위해서 사용하는 주소.
  • 모든 랜(LAN)의 디바이스들은 반드시 유일한 맥 주소를 가져야 한다. 따라서, 랜카드 하나하나마다 서로 다른 맥 주소가 있고 또 라우터나 스위치에도 맥 주소가 들어있다.
  • 맥주소는 48비트이며 8자리마다 하이픈(-)이나 콜론(:), 점(.)으로 구분된다.
  • 맥주소는 16진수로 표시한다. 2진수 4자리가 16진수 한 자리를 만들며 총 12자리이다.
  • 앞쪽의 6개를 벤더, 즉 생산자를 나타내는 코드로 OUI(Organization Unique Identifier)라고 한다. 이 코드는 제조사마다 다르기 때문에 어느 회사에서 마든 제품인지 알 수 있다.
  • 뒤쪽의 6자리는 제조사가 각 장비에 분배하는 Host Identifier이다. 한마디로 시리얼 넘버이다.
• ARP(Address Resolution Protocol): IP 주소를 다시 MAC 주소로 바꾸는 절차
  
  

유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트

• 유니캐스트: 1대1 통신 방식. 특정 목적지의 주소 하나만을 가지고 통신하는 방식.
• 브로드캐스트: 로컬 랜에 붙어 있는 모든 네트워크 장비들에게 보내는 통신 방식. 즉, 브로드캐스트는 정 네트워크 안의 모든 네트워크 장비들에 통신하기 위한 방식.
  • 브로드캐스트의 주소는 미리 FFFF.FFFF.FFFF로 정해져 있다. 이 주소가 오면 랜 카드는 브로드캐스트 패킷을 CPU에 보내게 된다. (원래 자신의 맥 주소와 다르면 버리지만 브로드캐스트의 경우에는 버리지 않는다.)
  • 브로드캐스트는 네트워크 상의 전체 노드로 전송되기 때문에 전체적인 트래픽도 증가하지만, 이 패킷을 받은 모든 랜카드가 이 패킷을 CPU로 전송하기 때문에 CPU는 하던 일을 멈추고 또 다른 일을 해야 되고, 이에 따라 전체 PC의 성능도 떨어지게 된다.(모든 PC가 CPU에 인터럽트를 걸기 때문) 따라서, 과도한 브로드캐스트는 전체 네트워크의 성능뿐만 아니라 PC 자체의 성능 역시 떨어뜨린다.
  • ARP(Address Resolution Protocol)가 바로 브로드캐스트이다. 처음 통신을 하는 경우, 상대편의 맥 주소를 모르기 때문에 IP주소를 통해 상대편의 맥 주소를 찾는 과정이 바로 ARP이다.
  • 그외에도 브로드캐스트는 라우터끼리 정보를 교환한다거나 다른 라우터를 찾을 때, 또 서버들이 자신이 어떤 서비스를 제공한다는 것을 모든 클라이언트들에게 알릴 때 등 여러 경우에 사용된다.
• 멀티캐스트: 보내고자 하는 그룹 멤버들에게만 한 번에 보낼 수 있는 통신 방식.
  - 라우터나 스위치에서 멀티캐스트 기능을 지원해줘야만 사용 가능하다.
  
  

OSI 7 계층

• 통신에 관한 국제적인 표준기구인 ISO(International Organization for Standardization)에서 통신이 일어나는 과정을 7개의 단계로 나누었다. 이는 통신을 7단계로 표준화하여 효율성을 높이기 위해서 사용되었다.
• OSI 7 계층
  • Application Layer
  • Presentation Layer
  • Session Layer
  • Transport Layer
    • 컨트롤과 에러 복구 기능을 수행한다. 즉, 에러 복구를 위해 패킷을 재전송하거나 플로를 조절해서 데이터가 정상적으로 전송될 수 있도록 하는 역할을 한다. TCP와 UDP가 이 계층에 해당한다.
  • Network Layer
    • 데이터를 목적지까지 가장 안전하고 빠르게 전달하는 ‘라우팅’을 수행한다. 경로를 선택하고, 주소를 정하며, 경로에 따라 패킷을 전달해주는 것이 이 계층의 역할이다. 대표적인 장비에는 라우터와 L3 스위치가 있다.
  • Data Link Layer
    • 피지컬 레이어를 통해 송수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와준다. 통신에서의 오류도 찾아주고 재전송도 하는 기능을 가지고 있다. 전송되는 단위는 ‘프레임’이다. 대표적인 장비에는 브리지, 스위치 등이 있다.
  • Physical Layer
    • 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송하게 된다. 비트 단위로 통신하며 이 계층에서는 단지 데이터를 전달할 뿐이다. 대표적인 장비로는 통신 케이블, 리피터, 허브 등이 있다.
• OSI 7계층의 장점
  • 데이터의 흐름이 한눈에 보인다.
  • 문제를 해결하기 편하다.
  • 표준화하기 때문에 여러 회사 장비를 써도 이상이 없다.
• 결론: 네트워크는 7 개의 계층으로 잘게 쪼개져 있고 그 계층별로 장비들이 있다.
  
  

프로토콜

프로토콜이란, 컴퓨터끼리 서로 통신하기 위해서 꼭 필요한 서로 간의 통신 규약 또는 통신 방식에 대한 약속으로, 프로토콜이 같은 것끼리만 통신이 가능하다.

따라서, 인터넷을 사용하고 있는 모든 PC는 TCP/IP라는 동일한 프로토콜을 사용한다.

[참고자료]
후니의 쉽게 쓴 CISCO 네트워킹(저자: 진강훈, 출판사: 성안당)