컴퓨터 네트워크란
네트워크란?
일상적으로 사용하는 데스크톱, 노트북, 스마트폰은 대부분 주변 장치와 유무선으로 연결되어 정보를 주고받을 수 있다.
그렇게 연결된 장치 또한 또 다른 주변 장치와 연결되어 정보를 주고받을 수 있다.
이렇게 여러 개의 장치가 마치 그물처럼 서로 연결되어 정보를 주고받을 수 있는 통신망을 컴퓨터 네트워크라고 한다.
여러 장치들이 네트워크를 통해 서로 연결되면 주변의 장치하고만 정보를 주고받는 것이 아니라, 네트워크와 연결된 지구 반대편에 있는 장치와도 정보를 주고받을 수 있다. 이를 가능하게 하는 기술이 인터넷 이다.
인터넷이란?
인터넷이란 여러 네트워크를 연결한 '네트워크의 네트워크'를 의미한다.
인터넷은 사용자가 전 세계 웹사이트의 정보와 서비스에 액세스할 수 있도록 WWW(World Wide Web)를 비롯한 다양한 프로토콜을 사용한다.
컴퓨터 네트워크는 무엇인가요?
여러 개의 장치가 마치 그물처럼 서로 연결되어 정보를 주고받을 수 있는 통신망을 의미합니다.
현대에는 월드 와이드 웹(www)이라는 네트워크 통신망에서 주로 HTTP를 사용해 데이터를 주고 받습니다.
네트워크의 기본 구조
모든 네트워크는 '노드', 노드를 연결하는 '간선', 노드 간 주고받는 '메시지'로 구성된다.
노드는 정보를 주고받을 수 있는 장치, 간선은 정보를 주고받을 수 있는 유무선의 통신 매체이다.
호스트
네트워크의 가장자리에 위치한 노드는 네트워크를 통해 흐르는 정보를 최초로 생성 및 송신하고, 최종적으로 수신한다.
이러한 가장자리 노드를 네트워크에서 호스트라고 부른다.
호스트는 네트워크상에서 특정 역할을 수행하기도 한다.
대표적으로 클라이언트, 서버가 있다.
[서버]
서버는 어떠한 서비스를 '제공하는' 호스트이다.
그 어떠한 서비스는 파일, 웹 페이지, 메일 등이 될 수 있다.
[클라이언트]
클라이언트는 서버에게 어떠한 서비스를 요청하고 서버의 응답을 제공받는 호스트이다.
구글 웹 페이지에 접속한다고 하면,
1. 브라우저(클라이언트)는 구글 서버에게 해당 페이지의 데이터를 요청한다.
2. 구글 서버는 해당 요청을 받고 그 요청에 맞는 웹 페이지를 웹 브라우저(클라이언트)에게 전달한다.
위와 같은 과정을 거치게 된다.
네트워크 장비
네트워크 노드가 호스트만 있는 것은 아니다.
네트워크 가장자리에 위치하지 않은 노드, 즉 호스트간 주고받을 정보가 중간에 거치는 노드도 있다.
이를 네트워크 장비(중간 노드)라고 한다. 네트워크 장비는 호스트 간 주고받을 정보가 원하는 수신지까지 안정적이고 안전하게 전송될 수 있도록 한다.
통신 매체
호스트와 네트워크 장비는 유무선 매체를 통해 연결되어 있어야 한다.
이렇게 각 노드를 연결하는 간선이 통신 매체이다.
통신 매체에는 유선 매체, 무선 매체가 있다.
메시지
통신 매체로 연결된 노드가 주고받는 정보를 메시지라고 한다.
메시지는 웹 페이지가 될 수도, 파일, 메일이 될 수도 있다.
범위에 따른 네트워크 분류
LAN
local area network의 약자로 가까운 지역을 연결한 근거리 통신망을 의미한다.
가정, 기업, 학교처럼 한정된 공간에서의 네트워크를 LAN이라 부른다.
WAN
wide area network의 약자로 먼 지역을 연결하는 광역 통신망을 의미한다.
멀리 떨어진 LAN을 연결할 수 있는 네트워크가 WAN이다.
인터넷은 네트워크의 네트워크로 WAN으로 분류된다.
LAN과 WAN에 대해 설명해주세요.
LAN은 Local Area Network로 가정이나 기업 등 한정된 범위의 로컬 네트워크를 뜻합니다.
WAN은 Wide Area Network로 거리상 멀리 떨어진 범위의 네트워크를 뜻합니다.
메시지 교환 방식에 따른 네트워크 분류
네트워크로 메시지를 주고받는 방식은 대표적으로 두 가지이다.
1. 회선 교환 방식
2. 패킷 교환 방식
회선 교환 방식 (가상 회선 방식)
먼저 메시지 전송로인 회선을 설정하고 이를 통해 메시지를 주고받는 방식이다.
즉, 두 호스트간의 전송로를 확보한 후에 연결된 경로로 메시지를 주고받는다.
호스트 간의 적절한 경로를 설정하는 네트워크 장비가 회선 스위치이다.
회선 스위치는 1:1 전송로를 확보하는 네트워크 장비이다.
회선 교환 방식은 주어진 시간 동안 전송되는 정보의 양이 비교적 일정하다는 장점이 있다.
하지만, 메시지를 주고받지 않으면서 회선을 점유하는 것은 낭비이기에 회선의 이용 효율이 낮아질 수 있다.
다른 호스트가 해당 경로를 이용하지 못하기 때문이다.
연결 지향형이다.
네트워크 내의 한 노드가 다운되면, 그 노드를 지나는 모든 가상회선을 잃게 된다.
패킷 교환 방식
패킷 교환 방식은 회선 교환 방식의 문제점을 해결한 방식으로, 메시지를 패킷이라는 작은 단위로 쪼개어 전송한다.
패킷 교환 네트워크는 회선 교환 네트워크와는 달리 메시지를 송수신하는 두 호스트가 하나의 전송로를 점유하지 않기에 네트워크 이용 효율이 상대적으로 높다.
그렇기에 현대 인터넷은 대부분 패킷 교환 방식을 이용한다.
패킷은 전송하고자 하는 데이터인 페이로드와 부가 정보인 헤더 및 트레일러로 구성된다.
패킷마다 최적의 경로로 전송되는 방식으로, 송신부에서 보낸 패킷의 순서와 수신부에 도착하는 패킷의 순서가 다를 수 있다.
패킷이 정해진 경로로만 전송되지 않기에 패킷은 다양한 중간 노드를 거친다.
이때 중간 노드인 패킷 스위치는 패킷이 수신지까지 올바르게 도달할 수 있도록 최적의 경로를 결정하거나 패킷의 송수신지를 식별한다.
대표적인 패킷 스위치 네트워크 장비로는 라우터와 스위치가 있다.
비연결 지향형이다.
네트워크 내의 한 노드가 다운되면 다른 경로를 새로 설정한다.
주소와 송수신지 유형에 따른 전송 방식
유니 캐스트
가장 일반적인 형태의 송수신 방식으로, 하나의 수신지에 메시지를 전송하는 방식이다.
송신지와 수신지가 1:1로 메시지를 주고받는다.
브로드 캐스트
자신을 제외한 네트워크상의 모든 호스트에게 전송하는 방식이다.
브로드캐스트가 전송되는 범위를 브로드캐스트 도메인이라고 한다.
1:All 이라고 생각하면 된다.
멀티 캐스트
네트워크 내의 동일 그룹에 속한 호스트에게만 전송하는 방식이다.
1:N으로 메시지를 주고받는다.
애니 캐스트
네트워크 내의 동일 그룹에 속한 호스트 중 가장 가까운 호스트에게 전송하는 방식이다.
즉, 정확한 통신 대상을 정하지 않는 주소 방식
애니캐스트 통신에서 데이터 패킷은 발신자로부터 동일한 애니캐스트 주소를 공유하는 여러 수신자 중 가장 가까운 수신자로 전송된다. ‘가장 가까운 거리’는 대상에 도달하기 위한 최단 경로 또는 최저 비용을 계산하는 라우팅 프로토콜에 의해 결정된다.
같은 서비스를 하는 여러 개의 서버가 같은 애니캐스트 주소를 가질 수 있으며, 클라이언트는 그 애니캐스트 주소로 서비스 요청을 하면, 가장 효율적으로 서비스할 수 있는 또는 가장 근접한 서버가 서비스를 제공하는 것
컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하는 방식을 설명해주세요.
컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하는 방식은 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식이 있습니다.
회선 교환 방식은 일대일 네트워크 연결 회선을 미리 점유한 후 데이터를 전송하는 방식입니다.
회선을 점유하는 동안은 주어진 시간 동안 전송되는 정보의 양이 비교적 일정하다는 장점이 있지만, 다른 컴퓨터가 데이터를 전송할 수 없기에 네트워크 이용 효율이 낮아질 수 있습니다.
패킷 교환 방식은 데이터를 패킷이라는 작은 단위로 나눠서 전송하는 방식입니다.
회선을 점유하지 않기에 여러 컴퓨터들이 데이터를 전송할 때 회선을 효율적으로 사용할 수 있습니다.
NEXT. 패킷 송수신 과정
참고 도서
혼자서 공부하는 네트워크
