LAN과 WAN
LAN(Local Area Network)
회사나 건물처럼 비교적 좁은 범위 내의 컴퓨터를 전용 케이블로 연결하여 구성한 네트워크로, 속도가 빠르고 비용이 저렴하며, 유선/무선 모두 가능하다.
WAN(Wide Area Network)
LAN보다 넓은 범위, 즉 도시·국가 단위까지 아우르는 네트워크로, 대표적으로 인터넷이 있다.
네트워크 토폴로지란?
네트워크 토폴로지란 네트워크 장비들의 연결 방식을 말한다. LAN 연결 형태로는 스타형, 버스형, 링형 등이 있다.
- 스타형 LAN
중앙 장비(스위치나 공유기)를 통해 모든 장치가 연결하는 방식으로, PC 고장은 전체에 영향이 없지만 중앙 장비가 고장나면 전체가 불능이 된다. 관리와 확장성이 좋아 현재 가장 널리 사용된다. - 버스형 LAN
하나의 메인 케이블에 여러 장치를 연결하고 양 끝에는 터미네이터라는 종단 장치가 장착된 방식으로, 장치 수가 많아지면 패킷 충돌(콜리전)이 발생해 효율이 떨어진다. 과거 방식으로 지금은 거의 쓰이지 않으나 일부 산업용 네트워크에서 제한적으로 사용된다. - 링형 LAN
고리 형태의 케이블에 장치가 순환 구조로 연결되어 패킷이 한 방향으로 흐른다. 하나의 장치가 고장 나면 전송이 멈추고 통신장애가 발생하기 때문에 일반 환경에서는 쓰이지 않으나 통신망, 전력망, 제어망 등 특수 분야에서 사용된다. 주로 토큰이라는 송신 권리를 가진 장치만 데이터를 전송할 수 있는 토큰 링(Token Ring) 방식을 사용한다. 이를 통해 동시에 여러 장치가 전송해 발생하는 충돌(콜리전)을 방지할 수 있다.
콜리전
콜리전(Collision)
여러 네트워크 장치가 동시에 데이터를 보낼 때 발생하는 충돌 현상이다. 예전의 허브(Hub) 기반 네트워크에서 자주 발생했지만 현재는 스위치가 보편화되어 장치 간 전용 통신이 가능해져 거의 발생하지 않는다.
스위치(Switch)
네트워크 장치(PC, 서버, 프린터 등)를 서로 연결해주는 장비로, 허브와 달리 MAC 주소를 기반으로 목적지를 인식하고, 해당 장치로만 데이터를 전송한다. 장치별로 통신 경로를 따로 만들어주기 때문에, 같은 시간에 데이터를 주고받아도 충돌이 거의 발생하지 않는다. 때문에 오늘날 대부분의 LAN 환경에서 스위치 기반의 스타형 구조를 사용한다.
LAN과 이더넷
이더넷과 CSMA/CD
이더넷(Ethernet)
LAN(Local Area Network) 환경에서 가장 널리 쓰이는 네트워크 규격이다. 데이터 전송 시 여러 장치가 동시에 전송을 시도하면 충돌(콜리전)이 발생할 수 있어, 이를 해결하기 위해 CSMA/CD 방식을 사용한다.
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
1. 전송 전 통신 채널이 비어있는지 확인(Carrier Sense)
2. 여러 장치가 동시에 접근 가능(Multiple Access)
3. 만약 동시에 전송해서 충돌이 발생하면(Collision Detection), 랜덤한 시간 뒤 다시 전송
유선 LAN
유선 LAN은 랜선(LAN Cable)을 공유기나 스위치에 직접 연결하여 네트워크에 접속하는 방식이다. 무선보다 안정적이고 속도 저하가 적지만, 케이블 길이 및 배선 환경에 따라 한계가 있다.
랜선(LAN Cable)
각 컴퓨터를 네트워크에 물리적으로 연결하기 위해 사용하는 케이블로, 전기 신호로 변환된 통신 데이터가 전송되는 경로다. 일반적으로 UTP (Unshielded Twisted Pair) 케이블을 사용하며, 규격(Cat)은 상위호환된다.
이더넷 규격 + 케이블
- 1000BASE-T (기가비트 이더넷)
- 속도: 1Gbps
- 케이블: Cat5e 이상
- 거리: 최대 100m
→ 가정/사무실 표준 - 10GBASE-T (10기가비트 이더넷)
- 속도: 10Gbps
- 케이블: Cat6a 이상
→ 서버실, 데이터센터 등
랜선 규격 (Cat)
- Cat5e : 최대 1Gbps, 100MHz 대역폭 → 가정/사무실에서 가장 흔함
- Cat6 : 최대 1~10Gbps (55m), 250MHz 대역폭 → 더 꼬임 강하고 차폐 강화
- Cat6a : 최대 10Gbps (100m), 500MHz 대역폭 → 굵고 안정적
- Cat7/8 : 25~40Gbps까지 지원 → 데이터센터, 서버 환경
무선 LAN (Wi-Fi)
무선 LAN은 공유기의 무선 기능을 통해 네트워크에 접속하는 방식이다. 연결은 내장 무선 LAN 어댑터 또는 USB 동글로 가능하다.
연결 방식
- 인프라 모드 (Access Point, AP)
: 공유기/AP를 중심으로 장치가 연결되는 일반적인 방식 (가정/회사 Wi-Fi) - 애드혹 모드 (Ad-hoc)
: AP 없이 장치끼리 직접 연결하는 방식 (소규모 통신)
주파수 대역
- 2.4GHz
: 도달거리가 길고 장애물 통과에 유리하지만 속도가 낮음 - 5GHz
: 속도가 빠르고 간섭이 적지만 거리가 짧고 벽에 약함
IEEE 802.11 규격
- 802.11ac (Wi-Fi 5) : 5GHz 기반, 빠른 속도 → 현재 가장 많이 사용
- 802.11ax (Wi-Fi 6) : 2.4GHz & 5GHz 모두 지원, 속도 향상 + 동시 접속 효율 개선
네트워크 통신 규칙
- 같은 공유기에 유선(LAN)과 무선(Wi-Fi)으로 접속하면 같은 네트워크에 속하므로 장치 간 통신 가능
- 서로 다른 공유기에 연결되면 서로 다른 네트워크에 속하므로 기본적으로 통신 불가능
- 단, 라우터나 게이트웨이를 통해 네트워크를 연결하면 통신 가능 (예: 회사 내부망 ↔ 인터넷)
