네트워크의 개요

컴퓨터 네트워크를 알아야 하는 이유

1. 컴퓨터 네트워크란?

컴퓨터 네트워크는 여러 장치가 서로 연결되어 정보를 주고받을 수 있는 통신망을 의미합니다. 네트워크는 기기들 간의 연결을 가능하게 하며, 이러한 연결을 통해 데이터를 전송할 수 있습니다. 네트워크는 그래프 자료 구조의 형태로, 노드(기기)와 간선(연결 매체)로 구성됩니다.

노드(Node)는 네트워크에서 하나의 연결 지점을 의미합니다. 쉽게 말하면, 네트워크에 연결된 모든 장치나 시스템을 노드라고 부를 수 있습니다.

• 컴퓨터: 가정이나 사무실의 컴퓨터가 네트워크에 연결되면, 그 컴퓨터는 노드가 됩니다.

• 스마트폰: Wi-Fi에 연결된 스마트폰도 노드입니다.

• 프린터: 네트워크에 연결된 프린터도 데이터를 받거나 전송할 수 있기 때문에 노드로 취급됩니다.

• 서버: 기업의 데이터베이스 서버나 웹 서버는 데이터를 저장하고 처리하는 노드입니다.

• 라우터, 스위치: 네트워크 장비인 라우터나 스위치도 데이터를 전달하는 역할을 하므로 노드로 간주됩니다.

• 클라이언트 노드: 사용자가 직접 데이터를 생성하거나 요청하는 장치입니다. 예를 들어, 웹사이트를 보기 위해 요청을 보내는 컴퓨터나 스마트폰이 이에 해당합니다.

• 서버 노드: 클라이언트 노드로부터 요청을 받아 데이터를 제공하거나 처리하는 역할을 합니다. 웹 서버나 데이터베이스 서버 등이 이에 해당합니다.

• 중간 노드: 데이터를 전송하거나 중계하는 장치로, 라우터나 스위치가 이에 속합니다.

간선(Edge)은 네트워크나 그래프 이론에서 노드(Node) 사이를 연결하는 선을 의미합니다. 간선은 노드 간의 연결을 나타내며, 그 연결을 통해 데이터나 신호가 전달됩니다.

• 컴퓨터 네트워크: 여러 컴퓨터와 장치가 서로 연결된 네트워크에서, 각 장치가 노드이고 그 사이를 연결하는 케이블이나 무선 연결이 간선입니다.
• 소셜 네트워크: 사람(노드)들 간의 관계(간선)를 나타낼 때, 각 사람이 하나의 노드이고 사람 간의 친구 관계나 팔로우 관계가 간선으로 표현됩니다.

2. 네트워크의 범위와 인터넷

네트워크는 다양한 범위에 따라 여러 유형으로 나뉘며, 인터넷은 다양한 네트워크들을 연결한 거대한 네트워크의 집합체입니다. 이를 통해 네트워크 내뿐만 아니라 네트워크 간에도 정보를 주고받을 수 있습니다.

3. 네트워크를 알아야 하는 이유

• 일상적인 사용: 대부분의 프로그램과 앱은 네트워크 연결이 필수적입니다. 스마트폰이나 컴퓨터를 사용해 인터넷 없이 온전히 사용할 수 있는 프로그램은 거의 없을 정도로, 네트워크 기술은 일상 생활에서 매우 중요합니다.
• 개발자의 역할: 개발자는 네트워크 관련 프로그램을 만드는 경우가 많습니다. 네트워크에 대한 기본적인 이해는 프로그램 개발 및 유지보수에 매우 중요합니다.
  • 새로운 프로그램 개발: 새로운 프로그램을 개발할 때, 네트워크 프로토콜(TCP, UDP, HTTP 등)을 이해하는 것이 필요합니다.
  • 프로그램 유지보수: 기존 프로그램의 오류를 진단하고 해결할 때, 네트워크 관련 문제를 다루기 위해 네트워크 지식이 필수적입니다.

4. 네트워크 지식의 중요성

네트워크 지식은 다양한 IT 업무에서도 중요합니다. 채용 과정이나 기술 면접, 코딩 테스트에서 네트워크 지식을 요구하는 경우가 많습니다. 따라서 네트워크에 대한 이해는 개발자뿐만 아니라 IT 직종 전반에서 중요한 요소입니다.

5. 네트워크의 기본 구조

컴퓨터 네트워크는 노드(기기)와 간선(연결 매체)로 구성된 그래프 형태를 띱니다. 노드는 네트워크의 각 기기(데스크탑, 스마트폰 등)를 의미하며, 간선은 그 기기들 간의 연결을 나타냅니다. 네트워크는 이러한 구조를 통해 정보가 효율적으로 전송될 수 있도록 합니다.

6. 네트워크의 구성 요소

• 가장자리 노드: 네트워크의 가장자리에서 메시지를 생성하거나 수신하는 역할을 하며, 호스트라고 불립니다. 예를 들어, 스마트폰에서 이메일을 보낼 때 스마트폰이 호스트로 동작합니다.
• 중간 노드: 네트워크 장비(이더넷 허브, 스위치, 라우터 등)로, 호스트 간의 정보를 안정적으로 전송하는 역할을 합니다.

7. 호스트의 역할

호스트는 클라이언트와 서버로 구분됩니다. 클라이언트는 요청을 보내는 역할을 하며, 서버는 요청에 대한 응답을 보내는 역할을 합니다. 중요한 점은, 하나의 호스트가 동시에 클라이언트와 서버 역할을 수행할 수 있다는 것입니다.

8. 네트워크 장비와 통신 매체

네트워크 장비는 호스트 간의 정보 전송을 도우며, 통신 매체는 유선 또는 무선으로 노드를 연결하는 역할을 합니다. 이러한 네트워크 장비와 통신 매체는 네트워크 성능에 영향을 미칩니다.

9. 메시지

메시지는 네트워크 상에서 주고받는 정보입니다. 예를 들어 웹 페이지, 파일, 이메일 등이 메시지의 대표적인 예시입니다.

10. 네트워크의 분류

• 범위에 따른 분류:
  • LAN(근거리 통신망): 한정된 공간에서 구축된 네트워크.
  • WAN(광역 통신망): 먼 거리를 연결하는 네트워크.
• 메시지 교환 방식에 따른 분류:
  • 회선 교환 네트워크: 두 호스트 간 회선을 설정한 후, 전송로를 통해 메시지를 전송하는 방식.
  • 패킷 교환 네트워크: 메시지를 작은 패킷으로 쪼개어 전송하는 방식.

LAN의 주요 특징:

1. 좁은 범위: LAN은 건물이나 방, 또는 가까운 지역 내에서만 작동합니다. 이 때문에 네트워크 범위가 제한적입니다.
2. 고속 데이터 전송: LAN은 일반적으로 높은 속도의 데이터 전송을 제공합니다. 유선 LAN은 100Mbps에서 10Gbps 이상 속도를 낼 수 있습니다.
3. 저비용: 좁은 지역에 설치되므로 구축 및 유지 관리 비용이 비교적 저렴합니다.
4. 자원 공유: 파일, 프린터, 인터넷 연결 등 자원을 공유할 수 있습니다. 예를 들어, 회사 내 여러 컴퓨터가 하나의 프린터나 서버를 공유할 수 있습니다.

LAN의 구성 요소:

• 라우터: 인터넷을 연결하거나 네트워크 간 통신을 중계하는 장치입니다.
• 스위치: 네트워크 내의 여러 장치(컴퓨터, 프린터 등)를 연결하고 데이터를 전달하는 장치입니다.
• 케이블: 유선 LAN에서 컴퓨터나 장치들을 연결하는 데 사용되는 물리적 선입니다.
• 네트워크 카드(NIC): 컴퓨터나 장치가 네트워크에 연결될 수 있도록 해주는 하드웨어입니다.

유선 vs 무선 LAN:

• 유선 LAN: 이더넷 케이블을 사용하여 컴퓨터와 장치를 물리적으로 연결합니다. 안정적이고 빠르지만 이동성이 제한됩니다.
• 무선 LAN(Wi-Fi): 무선 신호를 이용해 장치들을 연결합니다. 설치가 쉽고 이동성이 좋지만, 무선 신호의 간섭과 속도 제한이 있을 수 있습니다.
• 무선 LAN은 넓은 개념이고 Wi-Fi는 무선 LAN을 구현하는 방식 중 하나

11. 패킷의 구조

패킷은 페이로드(실제 데이터)와 헤더/트레일러(제어 정보)로 구성됩니다. 패킷 교환 방식은 전송 효율을 극대화할 수 있는 장점을 가지고 있습니다.