우리 집 네트워크 살펴보기

1. 내 컴퓨터는 어디로 연결되어 있을까?

1-1. 네트워크 구성 요소

• 컴퓨터

  • 데이터를 송수신하는 애플리케이션이 들어있다.
  • 데이터를 송수신하는 주체는 컴퓨터가 아닌 애플리케이션이다.
  • 데이터를 송수신하기 위해서는 애플리케이션이 동작하는 컴퓨터를 네트워크에 연결해야 한다.
  • ex) PC나 서버

• 네트워크 장비

  • 데이터를 전송하기 위한 기기이다.
  • 라우터란 네트워크를 구분 짓고 서로 연결해주는 장비이다.
  • 스위치란 같은 네트워크 내부의 데이터 전송을 수행하는 장비이다. 네트워크의 입구에 해당한다.
  • ex) 라우터나 스위치

• 전송 매체

  • 데이터를 전달한다. 유선과 무선의 2종류가 있다.
  • 유선은 '케이블'을 말한다.
  • 무선은 '전파'를 말한다. 전송 매체에 따라 디지털 데이터를 전기신호, 광신호 등으로 변환한다.
    
    

1-2. 홈 네트워크의 구성

• LAN 네트워크
  • PC나 프린터, TV, 게임기 등을 스위치에 LAN 케이블로 연결한다.
  • 스위치와 브로드밴드 라우터도 LAN 케이블로 연결한다.
  • 브로드밴드 라우터의 WAN 포트와 인터넷을 LAN 케이블로 연결한다.
    
    

1-3. 홈 네트워크를 인터넷에 연결해보자

• 고객 댁내 장치
  • 홈 네트워크 내부의 전송 매체를 오가는 물리적 신호와 ISP 사이의 전송매체를 오가는 신호가 서로 다르다. 이를 상호 변환해준다.
  • 장치를 통해 ISP와 연결되고 1)홈 네트워크와 2)인터넷, 두개의 네트워크가 브로드밴드 라우터에 의해 연결된다.
    - ex) ADSL 모뎀, ONU, CATV 모뎀
    
    
    
    

2. LAN이란 무엇일까?

2-1. LAN의 의미

• LANLocal Area Network
  • 좁은 범위의 네트워크이다.
  • 1) 사용자가 직접 구축, 관리한다 와 2) 통신요금이 필요 없다 는 특징이 있다.
    
    

2-2. LAN의 규격

• 이더넷Ethernet
  • 심플한 구조를 가진다.
  • 통신 효율이 좋지 않고 신뢰성이 높지 않다.
  • 저렴하다.
  • 같은 네크워크 내부의 LAN 포트들끼리 데이터를 전송하기 위한 규격이다.
• 토큰링
• FDDI
  
  

2-3. 이더넷의 구조

• 데이터 전송을 수행하기 위한 구조가 정해져있다.
• 이더넷에서 데이터를 전송할 수 있는 범위는 같은 네트워크 내부로 한정된다. 즉 같은 네트워크 내부의 LAN 포트 사이에서 데이터 전송이 이루어진다.
• MAC 주소
  • 데이터를 어디서부터 어디까지 전송할 것인지를 나타내는 주소를 말한다.
    
    
    
    

3. 인터넷이란 무엇일까?

3-1. 인터넷의 구조

• 전세계의 ISP가 연결된 네트워크이다.
• 전세계 10곳 정도 존재하는 최상위 계층인 Tier1에 이외의 ISP가 연결된 형태이다.
• 외부의 네트워크이다.
  
  

3-2. WAN의 의미

• WANWide Area Network
  • 큰 규모인 기업들은 여러 곳의 거점LAN 들을 가지고 있다.
  • 거점 사이의 거리는 경우에 따라서 수백, 수천 킬로미터씩 떨어져있기 때문에 케이블로 관리할 수 없다.
  • 기업의 거점 사이, 즉 LAN을 상호 연결하기 위한 네크워크이다.
    
    

3-3. 인터넷과 WAN의 차이점

• 네트워크 관리자
  • WAN은 전기통신사업자가 관리하지만 인터넷은 접속사업자인 ISP 각각 분담해서 관리한다.
• 통신 상대
  • WAN을 경유하는 통신 상대는 사내의 컴퓨터에 해당한다. 반면 인터넷은 누구든지 접속할 수 있고 모든 유저가 경유할 수 있다.
    
    
    
    

4. 프로토콜과 네트워크 아키텍처

4-1. 데이터를 송수신하는 것은?

• 네트워크 상에는 다양한 데이터가 오간다.
• LAN이나 인터넷은 그러한 데이터를 전송하기 위한 인프라이다.
• PC 등에서 동작하는 애플리케이션이 네트워크를 통해서 데이터를 주고받는 주체가 된다.
  
  

4-2. 프로토콜이란?

• 데이터를 주고받기 위해선 다음과 같은 규칙이 필요하다.

  1. 데이터의 포맷
  2. 데이터를 송수신하는 순서
  3. 데이터의 송신처
  4. 에러 처리

• 통신을 수행하는 기기들은 서로 같은 통신 프로토콜에 기초하여 통신한다.
  
  

4-3. 네트워크 아키텍처이란?

• 네트워크 통신에 필요한 기능마다 복수의 통신 프로토콜을 정의되어있다.
• 즉, 통신을 하기 위한 일련의 프로토콜 조합을 말한다.
• 통신에 필요한 기능으로는 통신 상대의 식별, 데이터 포맷, 데이터를 상대에게 어떻게 전송할 것인가? 등이 있다.
• 이러한 기능들을 모듈화하여 계층 구조로 조합한다.
• ex) OSI 참조 모델, TCP/IP

4-4. OSI 참조 모델

• ISO국제표준화기구가 제정한 것으로, 통신에 필요한 기능을 7계층으로 나눈다.
• OSI 7계층의 사고방식이 복잡하기 때문에 그다지 이용되고있지 않다.

  

  
  

4-5. TCP/IP

• 오늘날 가장 폭넓게 이용되는 네트워크 아키텍처이다.
• LAN이나 인터넷에서도 TCP/IP에 기초하여 통신이 이루어진다.
• 네트워크 인터페이스 계층은 프로토콜을 특별히 규정하고 있지 않다.
• 즉, LAN과 WAN 상관없이 자유롭게 통신할 수 있다.

  

  
  

4-6. TCP/IP 4계층의 역할

• 응용 계층
  • 애플리케이션끼리 데이터를 주고받기 위한 규약, 즉 데이터 포맷이나 데이터의 송수신 순서 등을 규정한다.
• 전송계층, 인터넷 계층, 네트워크 인터페이스 계층
  • 헤당 계층의 프로토콜은 애플리케이션 사이의 통신 데이터를 전송한다.
  • 애플리케이션이 동작하는 PC와 웹서버는 다양한 네트워크로 구성되어 있다. 이러한 환경에서 특정 애플리케이션 간의 데이터를 올바르게 전달한다.
    
    

4-7. 계층별 통신 경로

• 라우터에 의해 구분되는 범위PC0, switch2, Router2가 하나의 네트워크이다.
• PC와 웹 서버 사이에서하나의 네트워크 같은 네트워크 내부의 데이터 전송에 이용되는 것이 네트워크 인터페이스 계층의 프로토콜이다.
• 인터넷 계층의 프로토콜은 PC와 웹 서버처럼 애플리케이션을 실행하고 있는 컴퓨터끼리주황색 네트워크의 데이터 전송을 구현한다.
• 마지막으로 전송계층의 프로토콜은 서버에 도착한 데이터를 적절한 애플리케이션전체 네트워크에 올바르게 전달한다.
  
  

4-8. 하위 계층의 통신 경로가 기반이 된다

• 상위 계층의 전송 프로토콜이 하위 계층의 전송 프로토콜을 기반으로 한다.
• 즉, 같은 네트워크 내부에서 통신을 할 수 없다면 다른 네트워크에 있는 서버와도 통신할 수 없다.
• 또한 서버와 통신할 수 없다면 애플리케이션끼리도 통신할 수 없다.
• 예를 들어 위의 사진에서 Switch2에 장애가 발생해서 네트워크 인터페이스 계층의 전송 프로토콜이 정상적으로 작동하지 않는다면 상위의 인터넷 계층과 전송 계층의 프로토콜도 동작하지 않는다.