구성
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- 각 개념 설명
- 요약
이 정리는 23-2에 수강한 컴퓨터 네트워크 강의를 기반으로 하였습니다.
시작하기
네트워크란 무엇일까? 이 질문에 대한 답은 우리가 상대방과 어떻게 카톡을 하는지로 간략하게 추측해볼 수 있다.
내가 친구에게 "어디야?"라고 카톡을 보내면, 친구가 카톡을 받는다. 두 핸드폰은 실제 선으로 연결되어있지 않다. 그럼 어떻게 내 카톡이 친구에게로 가는걸까?
무언가 무선으로 연결되어있다고 생각할 수 있다. 그래서 내 카톡이 상대방의 카톡 창으로 잘 도착한다.
그런데 내가 친구한테 보내는 "어디야?" 카톡과, 다른 사람이 또 다른사람에게 보내는 "뭐먹을래?" 카톡은 어떻게 구분되는 건지 또 다른 의문이 생긴다. 아마 보내는 사람, 받는 사람, 카톡 내용의 형태로(편지처럼) 데이터가 구성되어있어야 친구 카톡창에 oo에게서 "어디야?" 메세지가 도착했습니다.라고 뜰 수 있을 것 같다.
이런 데이터가 무선으로 상대방에게 전달되는 것은 알았다. 그러면 무선이라는 연결은 실제로 어떻게되어있길래 데이터 주고받음이 가능한걸까?
나와 친구, 다른 사람과 또다른 사람이 가상의 선으로 연결되어있다고 하자. 그럼 나와 부모님, 친구2, 친구3... 이런 사람들까지 다 선으로 이어져 있을텐데 이러면 나와 연결되어있는 선의 개수가 엄청 많아질 것이다. 이걸 비유하자면 서울역, 시청역, 을지로역, 동대문역 등 모든 역이 우리집과 바로 다 연결되어있는 것과 같다. 이런 방식이라면 난 빨리 목적지까지 갈 수 있고 길이 막힐 이유도 없으니 편해진다. 하지만 길을 까는것에 드는 비용도 생각해야하며 전 세계 인구가 이런 방식으로 목적지와 1차연결이 되어있다면 길의 개수가 셀 수 없을 정도가 된다.
이렇게되면 개인에게 "님들이 원하는 목적지까지 길을 깔아주는 서비스"를 제공하는 회사가 아마 떼돈을 벌게된다. 하지만 거의 모든 사업이 그렇듯 이걸 따라하는 사업이 생겨 경쟁자가 나오게 된다. 마찬가지로 고객과 회사를 연결지어주는 연결 회사도 등장하고, 이 연결 회사도 경쟁자가 있으며, 연결회사와 고객, 연결회사와 회사를 이어주는 또 다른 회사.. 그리고 경쟁자.. 이렇게 제일 처음에는 딱 하나의 "님들이 원하는 목적지까지 길을 깔아주는 서비스"를 제공하는 회사 만 존재했지만, 하위의 하위의 작은 일로 나누어져 계층 구조를 이루게 된다.
위의 길예시에서 사실 길은 곧 무선 또는 유선 연결을 의미한다. 우리가 카톡을 보내기 위해선 나와 친구가 연결되어있어야 한다고 했다. 그리고 이 연결은 여러 계층으로 나뉘어 구성된다고 예시를 통해 보였다.
전 세계의 인터넷이 가능한 모든 디바이스는 위 연결 계층의 말단(종단)에 존재하게 된다. 그래서 이런 디바이스를 종단 시스템이라고 부르기도 하며 위에서 서술했던 것처럼 종단 시스템을 서로 연결하는 (복잡한) 계층 구조를 네트워크(network)라고 부른다. network는 net + work의 합성어이며, 그물처럼 복잡하게 상호 연결되어있는 의미로 사용되게 되었다.
이번 한학기에는 이 결론들에 대해서 더 상세히 파고들어가는게 주요 주제일 것 같다.
이제 개념을 네트워킹하며 네트워크를 공부해보자.
Host
= end system(종단 시스템), network app을 실행시키는 주체, 쉽게말해 인터넷을 연결해 사용할 수 있는 기기들을 말한다.
집에 있는 전자렌지를 생각해보자. 전자렌지는 다른 전자렌지의 정보를 알고있을까? 옆집 전자렌지에 지금 닭가슴살이 들어와 있는지 아닌지 알 수 있을까? 당연하게도 모른다. 왜냐면 전자렌지끼리는 서로 연결되어있지 않다. 두 개의 전자렌지가 연결 선으로 연결되어 있는가? 또는 와이파이같이 무선 연결이 되어있을까? 둘 다 아니다. 따라서 전자렌지와 같이 다른 기기와 소통하지 않는 기기는 종단 시스템이 아니다. 반면에 무선 이어폰을 끼면 핸드폰에 해당 무선 이어폰의 잔여 배터리량이 표시된다. 무선 이어폰의 잔여 배터리량은 무선 이어폰이 갖고있는 정보일텐데, 핸드폰이 이 정보를 알고있다. 그렇다는건 어떤 방법이든 무선으로 연결되어 서로가 정보를 주고받는다는걸 추측할 수 있다. 따라서 무선 이어폰은 종단 시스템에 포함된다.
(communication) link
크게는 유선, 무선으로 나눌 수 있다.
티비와 셋톱박스를 연결하는 선, 노트북 또는 데스크탑에 연결하는 랜선, 컴퓨터에 연결하는 유선 마우스, 와이파이 또는 셀룰러 데이터 연결 등 해당 기기를 다른 기기와 연결해 정보를 주고받기 위한 연결 수단을 링크라고 한다.
위 예시 전부 티비-셋톱박스, 노트북(데탑)-다른 노트북(데탑), 컴퓨터-마우스, 스마트폰-다른스마트폰와 같이 자신과 다른 기기와의 소통(통신)을 위해 이어져(link) 있다. 그래서 이런 연결을 링크라는 컴퓨터 네트워크 용어로 부르게 된 것이다.
링크에는 fiber, cooper, radio, satellite 등 다양한 링크의 종류가 존재하며, 어떤 종류의 링크를 사용하느냐에 따라 전송률(어렵다면 일단 넘어가자)이 달라진다.
Internet
인터넷은 수십 억개의 computing device를 연결하는 컴퓨터 네트워크이다. 이제 네트워크라 한다면 아래 그림과 같이 복잡하지만 링크를 타고가다보면 목적지에 도착할 수 있는 그물망 형태를 떠올리면 된다.
인터넷은 다른말로 네트워크의 네트워크(Network of networks)라고 부르기도 한다. 이게 무슨 말이냐하면, 아래 그림을 보면 된다.
(출처: https://velog.io/@sharphand1/Obsidian-%EC%A0%9C%EB%8C%80%EB%A1%9C-%EC%82%AC%EC%9A%A9%ED%95%98%EA%B8%B0-%ED%94%84%EB%A1%9C%EC%A0%9D%ED%8A%B8-%EB%A7%88%EC%A7%80%EB%A7%89%EB%82%A0)
하나의 가지에서 다른 가지가 뻗어나오고, 그 뻗어나온 가지에서 또 다른 가지가 뻗어나오고 있다. 가지들이 뻗어나오게 되는 하나의 시작 점을 네트워크라고 한다면, 그 네트워크에서 뻗어나온 가지 중 하나가 또 다른 네트워크를 이루고 있다.
이게 네트워크의 네트워크(Network of networks)이며 인터넷이다. 사실 인터넷도 inter + net의 합성어이므로, 해석하자면 net 사이를 잇는건데 그게 결국 네트워크 끼리 잇는다는 뜻인 것 같다. 이렇게 인터넷의 추상적인 개념을 알아보았다.
간략한 과정
이제 각 컴퓨터를 종단 시스템이라는 용어로 호칭하겠다.
한 종단 시스템이 다른 종단 시스템으로 데이터를 보내면, 송신 종단 시스템은 그 데이터를 패킷(packet)이라는 작은 묶음으로 나누고 각 패킷에 헤더(header)를 붙인다.
나누는 이유
분할 압축을 왜 하는지 생각하면 된다. 1테라의 파일이 있으며 이를 10000개로 나누면 100mb 크기의 파일로 나뉜다. 만약 이 파일중 15번째의 파일이 문제라고 하면 100mb만 다시 다운받아 압축을 해제하면 된다. 만약 1테라의 파일을 분할하지않고 그대로 다운받는다고 하면, 이 파일의 일부가 손상되면 다시 1테라를 다운받아야 하기 때문에 속도 차이 크게 나게된다. 그래서 통신에선 데이터를 패킷으로 나눈다.
헤더를 붙이는 이유
위 예시에선 15번째의 파일이 손상되어서 다시 다운받았다고 했다. 이는 각 분할 압축 파일마다 번호를 붙여놓아서 무엇이 손상된 파일인지 알 수 있었던 것이다. 만약 번호를 붙이지 않았다면 손상된 파일이 어떤 파일인지 바로 알 수 없다.
패킷도 마찬가지 전체 데이터의 몇 번째 패킷인지 헤더를 붙여 빠르게 식별할 수 있다.
그리고 이렇게 종단 시스템에서 나눠진 패킷들은 링크와 패킷 스위치로 연결된다. 이때 각 링크는 다양한 전송률(transmission rate)로 데이터를 전송한다. 패킷 스위치는 입력 링크중 하나에서 도착하는 패킷을 받아서 출력 링크중 하나로 그 패킷을 전달한다(마라톤 이어달리기 처럼 바톤을 넘기는 것). 패킷 스위치는 크게 라우터와 스위치로 나뉜다. 스위치는 보통 종단 시스템과 1차로 연결되어있으며, 라우터는 보통 스위치와 라우터를 연결한다.
요약
- 호스트, 종단 시스템: 인터넷되는 기기
- 링크: 종단 시스템을 잇는 매체
- 패킷: 데이터의 조각, 헤더가 있음
- 패킷 스위치: 라우터, 스위치로 나뉘는 네트워크의 구성 요소
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