- 실제로 네트워크를 구축할 때에는 각종 케이블이나 기기가 필요
- 컴퓨터끼리 연결하기 위한 하드웨어에 대한 설명
네트워크를 구성하는 기기와 역할
네트워크 인터페이스
- 역할 : 컴퓨터를 네트워크에 연결하기 위한 장치(Network Interface)
리피터(Repeater)
- 역할 : 네트워크를 물리층에서 연장하는 장치
브리지(Bridge) / 레이어 2 스위치
- 역할 : 네트워크를 데이터 링크층에서 연장하는 장치
라우터(Router) / 레이어 3 스위치
- 역할 : 네트워크층에 의해 패킷을 전송하는 장치
레이어 4-7 스위치
- 역할 : 트랜스포트층보다 위에 있는 정보로 트래픽을 처리하는 장치
게이트웨이(Gateway)
- 역할 : 프로토콜을 변환하는 장치
01 통신 매체와 데이터 링크
- 컴퓨터 네트워크란?
컴퓨터와 컴퓨터를 연결시키는 것 - 컴퓨터를 연결하는 케이블로는
트위스트 페어 케이블이나 광섬유 케이블, 동축 케이블, 시이러 케이블 등을 들수 있음 - 사용하는 데이터 링크의 종류에 따라 케이블의 종류가 달라짐
데이터링크(Datalink)
- 직접적으로 연결된 기기끼리 통신을 하기 위한 프로토콜이나 네트워크를 가리키는 말
- 통신 매체로 전파나 마이크로파 와 같은 전자파를 이용하는 경우도 있음
데이터 링크
이더넷
- 동축 케이블(10Mbps) : LAN
- 트위스트 페어 케이블(10Mbps ~ 10Gbps) : LAN
- 광섬유 케이블(10Mbps ~ 100Gbps) : LAN
무선
- 전자파(수 Mbps ~ 수 Gpbs) : LAN ~ WAN
ATM
- 트위스트 페어 케이블, 광섬유 케이블(25Mbps, 155Mbps, 622Mbps) : LAN ~ WAN
FDDI
- 트위스트 페어 케이블, 광섬유 케이블(100Mbps) : LAN ~ WAN
프레임 릴레이
- 트위스트 페어 케이블, 광섬유 케이블(64k ~ 1.5Mbps) : WAN
ISDN
- 트위스트 페어 케이블, 광섬유 케이블(64k ~ 1.5Mbps) : WAN
전송 속도와 스루풋
-
데이터 통신을 할 때에
두 기기 사이에 흐르는 데이터의 물리적인 속도를 '전송 속도'라고 함 -
단위는 bps(Bits Per Second)로 표시
-
속도라고 해도 매체 안을 흐르는 신호의 속도는 일정하므로 데이터 링크의 전송 속도가
달라도 빨라지거나 느려지는 일은 없음 -
전송 속도가 빠르다는 것은
데이터가 흐르는 속도가 빨라지는 것이 아니라
짧은 시간에 보다 많은 데이터를 보낼 수 있다는 뜻 -
전송 속도를 '대역(Bandwidth)'이라고도 하는데,
대역이 넓을 수록 고속 네트워크를 의미 -
실제 호스트끼리 주고받는 전송 속도를 '스루풋'이라고 함
-
단위는 전송속도(대역)와 마찬가지로 bps(Bit Per Second)로 나타냄
-
스루풋은 데이터 링크의 대역뿐만 아니라 호스트의 CPU 선능이나 네트워크 혼잡도,
패킷 안에서 데이터가 차지하는 비율(헤더를 포함하고 않고 데이터만으로 계산함) 등도
고려한 실효적인 전송 속도를 뜻함
02 네트워크 인터페이스
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컴퓨터를 네트워크에 연결하려면 네트워크에 연결하기 위한 전용 인터페이스가 필요
-
이 인터페이스를 네트워크 인터페이스라고 부름
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이전 컴퓨터에서는 유선 LAN이 주류고 외장 옵션으로 인터페이스가 준비된 경우가 많아
NIC(Network Interface Card) 또는 네트워크 어댑터,
네트워크 카드, LAN 카드라고 불렀음 -
실제로 연결할때는 해당 프로토콜에 맞는 하드웨어를 선택
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무선 LAN도 마찬가지로 접속 프로토콜을 맞춰야 함
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최신 프로토콜은 과거 프로토콜도 지원하는 경우가 많아 인터페이스 통신할 수 있음
03 리피터
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리피터(Repeater)는 OSI 참조 모델의 제 1계층인 물리층에서 네트워크를 연장하는 기기
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케이블상으로 흘러들어온 전기나 빛 신호를 수신하여
증폭하거나 파형을 정리한 후에 다른 측으로 재생하는 역할 -
통신 매체를 변환할 수 있는 리피터도 있음
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동축 케이블과 광섬유 간의 신호를 변환할 수 있음
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통신로를 흐르는 신호인 0과 1을 단순히 바꾸기만 할뿐, 오류 프레임은 그대로 송신
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전송 속도가 다른 매체간을 연결할 수는 없음
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리피터에 의해 네트워크를 연장할 때 리피터의 연결 개수에 제한이 있는 경우가 있음
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10Mbps의 이더넷은 최대 4개의 리피터밖에 연결할 수 없음
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여러 개의 선을 수용할 수 있는 리피터 '리피터 허브'
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리피터 허브는 각각의 포트가 리피터로 이루어져 있다고 이해하면 됨
04 브리지/레이어 2 스위치
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브리지는 OSI 참조 모델의 제2계층인 데이터 링크층에서 네트워크끼리 연결 시키는 장치
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데이터 링크의 프레임을 인식하고 브리지 내부의 메모리에 일단 축적한 다음,
연결된 상대 측의 세그먼트에 새로운 프레임으로써 송출 -
브리즈는 프레임을 일단 축적하기 때문에 10BASE-T, 100BASE-TX 등과 같이
전송 속도가 다른 데이터 링크를 연결할 수 있음 -
다단계 연결에 관한 제한은 없음
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데이터 링크의 프레아ㅣㅁ에는 프레임이 올바르게 전달 되었는지를 확인하기 위한
FSC(Frame Check Sequence)라는 필드가 있음
브리지는 이 필드를 체크하여 손상된 프레임을 다른 세그먼트에 송신하지 않도록
하는 기능을 갖고 있음 -
주소의 학습 기능과 필터링 기능이 있기 때문에 쓸데없는 트래픽이 방출되지 않도록 제어
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MAC 주소, 하드웨어 주소, 물리 주소(Physical Address), 어댑터 주소
라고 불리는 것으로 네트워크에 연결된 NIC에 붙어 있는 주소를 말함 -
대부분의 브리지는 패킷을 인접한 세그먼트에 보낼 것인지, 보내지 않을 것인지를
판단하는 기능을 갖고 있음
이러한 브리지를 러닝브리지라고 함
한번 해당 브리지를 통과한 프레임의 MAC주소ㄹ는 일정 시간 동안 브리지 내부의 테이블에
등록(메모리에 기억)되어, 어떤 세그먼트에 어떤 MAC주소를 가진 기기가 존재하는지를 판단 -
OSI참조 모델에서 제 2계층(레이어)인 데이터 링크층에 주어진 역할
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브리즈를 레이어 2 스위치(L2 스위치)라고 부르기도 함
05 라우터/레이어 3 스위치
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라우터는 OSI 참조 모델의 제 3계층인 네트워크층의 처리를 수행
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라우터란? 네트워크와 네트워크를 연결하여 패킷을 중계하는 장치
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브리지는 물리 주소(MAC)로 처리하지만,
라우터/레이어 3 스위치는 네트워크 층의 주소로 처리 -
TCP/IP에서 네트워크층의 주소는 IP 주소가 됨
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라우터는 서로 다른 데이터 링크를 상호 연결시킬 수 있음
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가정이나 사무실에서 인터넷을 연결할 때 브로드밴드 라우터나
CPE(Consumer Premises Equipment)라는 장비를 사용하는데 이것 또한 라우터의 일종 -
라우터는 네트워크의 부담을 덜어주는 역할도 함
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보안기능을 겸비한 라우터도 있음
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라우터는 네트워크와 네트워크를 연결하는 기기로 매우 중요한 역할을 담당
06 레이어 4-7 스위치
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레이어 4-7 스위치는
OSI 참조 모델의 트랜스포터층부터 애플리케이션층의 정보를 바탕으로 배송 처리를 함 -
TCP/IP 계층 모델로 표현하면 TCP프로토콜과 같은
트랜스포트층과 그 위에 있는 애플리케이션층에서 송수신되는 통신내용을
분석하여 특정 처리를 수행 -
로드벨런서 : URL 부하분산처리
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대역제어 : 빠른 응답요구 또는 늦어도 문제 없는 통신을 나중에 처리
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방화벽 등 다양한 레이어 4-7 스위치가 사용
07 게이트웨이
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OSI 참조 모델의 트랜스포트층부터 애플리케이션층까지의 계층에서
데이터를 변환하여 중계하는 장치 -
게이트웨이는 데이터를 중계하는 것 뿐만 아니라 데이터를 변환하는 역할도 함
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직접 통신할 수 없는 2개의 서로 다른 프로토콜의 번역 작업을 하여
서로 통신할 수 있도록 하기 위해 트리젠테이션층이나 애플리케이션층을 다루는 게이트웨이가 많이 사용되고 있음 -
서로 다른 프로토콜을 번역하고 중계하는 기능
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프록시 서버(Proxy Server: 대리서버)를 설정하는 경우도 있음
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프록시 서버도 게이트웨이의 일종으로 애플리케이션 게이트웨이라고도 부름
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프랜스포트층과 애플리케이션층 사이의 계층에서 프록시서버에 의한 다양한 제어가 일어남
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방화벽에도 애플리케이션별로 게이트웨이를 사이에 두고 통신을 수행함으로써
보다 안정성 강화한 제품도 있음
