1. 거시적 관점의 네트워크
1-1. 네트워크의 기본 구조
네트워크는 노드, 간선, 메세지로 구성된다.
1) 호스트
: 네트워크의 가장자리에 위치한 노드
: 네트워크를 통해 흐르는 정보를 최초로 생성 및 송신
호스트는 서비스를 제공하는지 요청하는지에 따라 서버와 클라이언트로 나뉜다. (위 사진에서 인터넷은 네트워크를 연결하는 네트워크라고 이해하면 된다.)
- 서버
: 어떠한 서비스(=응답)을 제공하는 호스트
: 여기서 말하는 응답은 파일, 메일, 웹 페이지 등이 있다 - 클라이언트
: 어떠한 서비스를 요청하고, 서버의 응답을 받는 호스트
2) 네트워크 장비
: 네트워크의 중간에 위치한 노드 (=중간 노드)
: 호스트 간 주고받을 정보가 중간에서 거쳐가는 노드
: 이더넷 허브, 라우터, 스위치, 공유기 등이 그 예시
3) 통신 매체
: 노드를 잇는 간선
: 유선으로 연결하는 유선 매체, 무선으로 연결하는 무선매체
4) 메세지
: 노드가 주고받는 정보
1-2. 범위에 따른 네트워크 분류
1) LAN (Local Area Network)
: 근거리 통신망
: 한정된 공간에서의 네트워크
2) WAN (Wide Area Network)
: 원거리 통신망
: LAN과 LAN을 연결
: ISP(Internet Service Provider) : WAN에 접속할 수 있도록 인터넷 서비스를 제공. 국내 대표적 ISP로는 KT, LG U+, SKT.
3) CAN, MAN
- CAN (Campus Area Network)
: 학교 또는 회사 규모의 네트워크 - MAN (Metropolitan Area Network)
: 도시, 대도시 규모의 네트워크
1-3. 메세지 교환 방식에 따른 네트워크 분류
1) 회선 교환 방식
- 회선
: 두 노드 간의 전송로
: 메세지를 보내기전에, 먼저 회선이 설정된다. - 주어진 시간 동안 전송되는 정보의 양이 일정
- 단, 특정 회선을 점유하기 때문에 회선 설정 후 메세지를 주고받지 않는다면 이는 회선의 이용 효율을 저하시키는 요인이 된다.
- 또한, 특정 회선을 지나야만 노드에 메세지 전달이 가능한 경우, 회선이 점유된 상태라 메세지를 전달할 수 없다.
2) 패킷 교환 방식
-
패킷
: 메세지를 작게 쪼갠 단위
: 송신 시 패킷 단위로 메세지를 보내고,
: 수신 시 이를 다시 재조립한다. -
페이로드
: 패킷을 통해 전송하고자하는 데이터 -
헤더, 트레일러
: 패킷 전송시 함께 전송되는 부가정보 (헤더는 필수, 트레일러는 없을 수도 있다)
- 회선을 공유하지 않아 메세지 전송로를 공유할 수 있어 효율이 높아진다.
- 패킷은 각기 다른 전송로로 전송될 수 있으며
- 패킷의 도착순서는 서로 다를 수 있다.
- 오늘날 가장 많이 사용하는 방식
1-4. 송수신지 유형에 따른 전송 방식
- 유니캐스트
: 하나의 수신지에 메세지를 전달 - 브로드캐스트
: 네트워크 내 모든 수신지에 메세지를 전달
: 메세지가 전송되는 범위를 브로드캐스트 범위라고도 함 - 멀티 캐스트
: 동일 그룹 내 호스트에게 메세지 전달 - 애니 캐스트
: 동일 그룹 내 가장 가까운 호스트에게 메세지를 전달
2. 미시적 관점의 네트워크
2-1. 프로토콜
-
프로토콜
: 노드 간 정보를 주고받기 위해 사용되는 의사소통 체계
: IP, ARP, TCP, UDP, HTTP, HTTPS 등이 그 예시 -
프로토콜의 목적과 특징은 각각 다르다.
: 따라서 각 프로토콜에 부합하는 패킷의 내용이나 헤더, 트레일러의 내용이 달라질 수 있다.
2-2. 네트워크 참조 모델
1) OSI 모델
-
통신 단계를 7개로 나눈 네트워크 모델이다.
사진 출처 : https://www.cloudflare.com/ko-kr/learning/ddos/glossary/open-systems-interconnection-model-osi/ -
물리 계층
: 비트 스트림을 주고받는 계층
: 가장 근원적인 통신이 이루어진다
: 통신 매체에 따라 전기, 빛, 전파 등의 형태로 전달 -
데이터 링크 계층
: 네트워크 내 주변 장치 간의 정보를 주고받기 위함
: MAC 주소 체계를 통해 송수신지 특정 -
네트워크 계층
: 네트워크 간 통신
: IP 주소체계 사용 -
전송 계층
: 해킷의 흐름을 제어
: 전송 오류 점검
: 포트를 통해 실행 중인 응용프로그램을 식별 -
세션 계층
: 세션을 관리(생성,유지,종료 등)하기 위한 층
: 세션은 통신을 주고받는 호스트의 응용 프로그램 간 연결 상태를 의미 -
표현 계층
: 문자를 컴퓨터가 이해할 수 있는 코드로 변환
: 압축, 암호화 -
응용 계층
: 응용 프로그램과 가장 밀접히 맞닿아있는 계층
: 실질적인 네트워크 서비스가 제공
- 단, 현재 사용되는 네트워크이 모두 네트워크 참조 모델에 딱 부합되지 않을 수 있으며, 이는 편의를 위해 각 단계를 구획해 놓은 하나의 틀일 뿐이다.
2) TCP/IP 모델
-
이론보다는 구현에 중점을 둔 네트워크 참조 모델
사진 출처 : https://levelup.gitconnected.com/tcp-model-33f2a0c62708 -
네트워크 액세스 계층
: OSI 모델의 데이터 링크 층과 유사 -
인터넷 계층
: OSI 모델의 네트워크 계층과 유사 -
전송 계층
: OSI 모델의 전송 계층과 유사 -
응용 계층
: OSI 모델의 세션, 표현, 응용 계층을 합친 것과 유사
2-3. 캡슐화 & 역캡슐화
1) 캡슐화
- 패킷을 보낼 때 캡슐화를 한다
- 가장 높은 계층에서부터 시작하고,
- 상위 계층으로부터 내려받은 패킷을 페이로드로 하고, 해당 계층에서 헤더나 트레일러를 추가한다.
- 이를 송신 전까지 반복한다.
2) 역캡슐화
- 패킷을 받을 때 역캡슐화를 한다.
- 캡슐화 과정에서 붙였던 헤더와 트레일러를 제거해나가는 과정이다.
연습 문제 풀이
기본 숙제
OSI 모델 및 TCP/IP 모델 차이점을 정리하고, 이를 바탕으로 네트워크 계층 구조를 작성해 보기
| OSI 모델 | TCP / IP |
|---|---|
| 이론에 초점 | 구현에 초점 |
| 7계층 | 4-5 계층 |
-
OSI 네트워크 계층 구조
: 물리 계층 -> 데이터 링크 계층 -> 네트워크 계층 -> 전송 계층 -> 세션 계층 -> 표현 계층 -> 물리 계층 -
TCP/IP 모델
: (물리 계층) -> 네트워크 액세스 계층 -> 인터넷 계층 -> 전송 계층 -> 응용 계층
추가 숙제
Ch.01(01-1) 확인 문제 2번(p.35), (01-3) 확인 문제 2번(p.73) 풀고 설명하기
-
35p 2번
정답 : 1번. 네트워크에 대한 이해는 프로그램을 만드는 과정에 도움을 준다.
프로그램을 개발하거나, 유지보수할 때 네트워크에 대한 이해는 큰 도움이 된다. -
73p 2번
정답 : 2번 TCP/IP 모델은 4개의 계층으로 통신 과정을 구분합니다.
네트워크 액세스 계층, 인터넷 계층, 전송 계층, 응용 계층 총 4개의 계층으로 구성된다.
