02. 네트워크 연결과 구성 요소

ZOE_:P·2022년 10월 1일
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네트워크🖥️

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🌑 네트워크 연결 구분

  • LAN (사용자 내부 네트워크)

  • MAN (한 도시 정도를 연결, 관리하는 네트워크)

  • WAN (멀리 떨어진 LAN 연결하는 네트워크)

- LAN ( Local Area Network )

홈 네트워크등 비교적 소규모의 네트워크
자신이 소유한 건물이나 대지에 직접 구축한 선로로 동작시키는 네트워크

- WAN ( Wide Area Network )

멀리 떨어진 LAN을 서로 연결하거나 인터넷에 접속하기 위한 네트워크
주로 통신사(KT, LG U+, SKB)에서 회선 임대

🌒 네트워크 회선

- 인터넷 회선

인터넷 접속을 위해 통신사업자와 연결하는 회선

  - 광랜 (이더넷) : 기가 ~100Mbps
  - FTTH : 기가 ~ 100Mbps
  - 동축 케이블 인터넷 : 수백 ~ 수십 Mbps
  - xDSL (ADSL , VDSL 등) : 수십 ~ 수 Mbps

  • 전송 선로 공유 기술

    - 아파트의 경우 각 가정이 통신사업자와 직접 연결되는 것이 아니라 아파트에서 통신사업자까지 연결한 회선을 아파트 가입자가 공유

    - 전용 회선

    가입자와 통신사업자 간에 대역폭을 보장해주는 서비스

    대부분 가입자와 통신사업자는 '전용 케이블'로 연결되어 있으며 직접 연결한 듯한 통신 품질 보장
    ( 통신사업자 내부의 TDM (사분할 다중화) 덕분 )

    • [저속 회선] 음성 전송 기술

      • 작은 기본 단위 (65kbps) 를 묶어 회선 접속 속도를 높임
      • 현재 이더넷 기반의 광 전송 기술의 발전으로 사용 빈도 줄어듦
      • 하지만 높은 신뢰성이 필요한 경우
        ( 결재 승인 등 Clear Text 전송을 위한 VAN Value Added Network 나 대외 연결 의 경우 ) 사용
      • 원격 지 전송 기술로 변환 가능한 '라우터' 필요

    • [고속 회선] 메트로 이더넷

      • 광케이블 기반의 이더넷 사용
      • 가입자-통신 사업자 : 이더넷 사용
        통신 사업자 내부 : 다른 고속 통신 기법 사용
      • 다양한 가입자 접속기술 (저속 통신회선,이더넷, 음성)을
        하나의 기술(회선)으로 통합하기 위한 기술이 사용됨

- 인터넷 전용회선

  • 인터넷 연결 회선에 대한 통신 대역폭을 보장해주는 상품
  • 가입자 - 통신사업자 - 인터넷
    • 일반가정에서의 접속기술과 달리 다른 가입자와 경쟁하지 않고 통신사업자와 가입자 간의 연결 품질을 보장해줌

- VPN

Virtual Private Network
물리적으로는 전용선이 아니지만 가상으로 직접 연결한 것 같은 효과가 나도록 만들어주는 네트워크 기술

통신사업자 VPN

  • 타 도시나 해외 연결 전용선에 드는 비용을 줄이기 위해 통신 사업자가 직접 가입자를 구분할 수 있는 기술

  • 여러 가입자가 하나의 망에 접속해 통신하므로 고용회선을 함께 이용하게 되어 비용이 낮아짐

  • 먼 거리에 있는 경우 유리하며 본사-지사 , 지사-지사 간의 연결 시 해당 기술을 사용한다

    • ex. MPLS VPN

가입자 VPN

  • 사용자가 일반 인터넷망을 이용해 직접 가상 전용 네트워크를 구성하는 것

- DWDN

Dense Wavelength Division Multiplex

  • 먼거리를 통신할 때 케이블 포설 비용이 많이 들고 관리가 어려운 문제를 극복하기 위함
  • 하나의 광케이블에 다른 파장의 빛을 통해 여러 채널을 만드는 동시에 많은 데이터 전송 가능
  • 최근 일반가정의 기가 인터넷에서도 사용됨

    기가 인터넷
    FTTH (File To The Home) 가 사용되고 구축방식에 따라 PTP, AON, PON 형태로 구분됨

    • PTP : 가입자와 통신 사업자 간에 케이블을 직접 포설
    • AON : 광신호 분리장비에 전기가 필요한 스위치와 같은 장비 사용
    • PON : 전기 인입 없이 광신호를 분리해 가입자와 통신 사업자 간의 케이블 줄이지만, 하나의 회선을 공유하므로 인터넷 속도가 느려지는 것을 대비해 DWDM기술 접목

🌓 네트워크 구성요소

NIC 네트워크 인터페이스 카드

aka. 랜카드, 네트워크 카드, 네트워크 인터페이스 컨트롤러
컴퓨터를 네트워크에 연결하기 위한 하드웨어 장치

역할

직렬화 Serialization
  • 전기적 신호를 데이터 신호 형태로 / 데이터 신호 형태를 전기적 신호 형태로 변환한다
  • 네트워크 카드 외부 케이블에서는 " 전기 신호 "형태로 데이터가 전송되며 NIC는 이를 데이터 신호 형태로 변환한다
MAC 주소

받은 패킷의 도착지 주소와 자신의 MAC 주소를 비교하여 같으면 시스템 내부에서 처리할 수 있도록 처리하고 아닐 경우 폐기

흐름제어 Flow Control

패킷 기반 네트워크에서는 다양한 통신이 하나의 채널을 이용하므로 통신 중일 경우 새로운 데이터를 받지 못함
➡️ 상대에게 통신 중지 요청 ( 데이터 유실 방지를 위함 )

케이블과 커넥터

케이블 - 트위스티드 페어 케이블, 동축 케이블, 광케이블

이더넷 네트워크 표준
현재 가장 많이 사용되는 네트워크 기술
1000BASTE-T 트위스티드 페어 케이블 사용하는 기가 이더넷 표준

1000BASE-SX 멀티모드 광케이블을 사용하고 비교적 짧은 거리 보낼 수 있는 이더넷 표준

1000BASE-LX 싱글모드 광케이블 사용하고 비교적 긴 거리 보낼 수 있는 이더넷 표준

    1000BASE-T 의미
   - 1000 : 속도
   - BASE : 채널
   - T , SX, LX : 케이블 타입

케이블, 커넥터 구조
케이블 본체 = 트위스티드 페어, 동축, 광
이에 따라 커넷터와 트랜시버의 종류가 같이 달라짐

- 트위스티드 페어 케이블

RJ-45 커넥터를 이용하고 케이블 본체와 함께 연결되어 분리할 수 없다

  • 요구되는 속도, 통신거리에 따라 다양한 스펙 존재

    • STP : 그물 형태의 쉴드가 있음
    • FTP : 포일 형태의 쉴드가 있음
    • UTP : 쉴드가 없음

- 동축케이블

케이블TV, 인터넷 연결을 위해서 사용

- 광케이블

일반적으로 다른 구리선보다 신뢰도가 높고 먼 거리가지 통신 가능
( = 높은 대역폭, 먼 거리를 통신이 필요한 네트워크 장비 간의 통신 )

  • 저항 때문에 생기는 감쇄와 주위 자기장의 간섭으로부터 비교적 자유
    • 싱글모드 : 먼 거리 통신을 지원하기 위해 가는 케이블, 레이저 사용 
          > 레이저 : 먼거리를 퍼지지 않고 직진하는 성질 가짐
    • 멀티모드 : 비교적 굵은 케이블과 LED 사용
      • 구현이 비교적 쉽고 저렴하다

- 커넥터

케이블의 끝부분으로 네트워크 장비, 네트워크 카드에 연결되는 부분

트위스티드 페어 ) RJ-45 커넥터
광케이블 ) LC 커넥터 , SC 커넥터

- 트랜시버

다양한 외부 신호를 컴퓨터 내부의 전기 신호로 바꿔준다
서로 다른 다양한 네트워크 표준을 혼용해 사용할 수 있게 해줌

  • 트랜시버가 없었다면 길이, 속도마다 다른 네트워크 장비나 네트워크 인터페이스 카드를 별도로 구비해야함
  • 트랜시버 사용시 트랜시버만 변경하면 통신 길이와 속도를 조절가능
    • ex. GBIC, SFP

허브

케이블과 같이 1계층에서 동작
전기 신호 재생성, 여러대의 장비 연결
( 현재 거의 사용되지 않음 - 들어온 신호를 모든 포트로 내보내 모든 단말의 경쟁 유도 )

스위치

여러 장비를 연결하고 통신을 중재하는 2계층 장비

  • MAC 주소를 이해하여 목적지 MAC 주소 위치를 파악하고 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호 보냄

  • 이더넷 네트워크가 성능 보장 가능한 네트워크 기술로 발전할 수 있게 해줌

  • '허브'/ '스위칭 허브'라고 부름

    허브 vs. 스위치

    • 허브 ) 송수신 동시에 불가능, 한 쪽 방향으로만 동작
    • 스위치 ) 송수신을 동시에 가능

라우터

OSI 7 계층 중 3계층에서 동작

  • 먼거리로 통신 가능한 프로토콜로 변환
  • 원격지로 쓸데없는 패킷이 전송되지 않도록 브로트캐스트, 멀티캐스트를 컨트롤
  • 불분명한 주소로 통신을 시도하는 경우 버림
  • 정확한 방향으로 패킷이 전송되도록 경로 지정, 최적의 경로로 패킷 포워딩

로드 밸런서

OSI 7 계층 중 4계층에서 동작
7계층 로드밸런서 = ADC / L4 스위치도 로드밸런서의 일종

  • 4계층 포트주소를 확인하는 동시에 IP 주소 변경 가능
  • 웹에서 가장 많이 사용됨
    • 웹 서버 증설시, 로드 밸런서를 웹서버 앞에 두고 웹서버 늘림
    • 대표 IP는 로드 밸런서가 가지고, 각 웹서버로 IP 주소 변경해서 전송
      ➡️ 서비스 성능 향상, 빠른시간안에 서비스 복구 가능

보안 장비 (방화벽 / IPS)

방어 목적과 보안 장비가 설치되는 위치에 맞춰 다양한 보안 장비가 사용됨

  • 방화벽 :
    OSI 7계층 중 4계층에서 동작
    패킷의 3,4계층 정보 확인 후 정책과 비교해 버리거나 포워딩

모뎀, 공유기

공유기 : 스위치 + 라우터 + NAT + 간단한 방화벽
모뎀 : 짧은 거리를 통신하는 기술과 먼 거리를 통신할 수 있는 기술들을 변환
- 둘의 기술이 다르기때문

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