1. 네트워크란 무엇인가?
- 네트워크란 무엇인가?
네트워크
- 노드들이 데이터를 공유할 수 있게 하는 디지털 전기 통신망의 하나.
- 여러개의 시스템(컴퓨터 등)이 연결되어있는 하나의 통신망.
노드란 네트워크에 속한 컴퓨터 또는 장비를 뜻하는 말로 즉, 분산되어있는 컴퓨터를 통신망으로 연결한 것을 말한다. 네트워크에서 여러 장치들은 노드 간 연결을 사용하여 서로에게 데이터를 교환한다.
전세계가 연결되어있는 네트워크 중 하나가 인터넷으로 인터넷은 네트워크의 한 종류이다.
- 인터넷이란?
웹서버, 게임, 문서, 그림, 영상과 같은 여러가지 데이터를 공유하도록 구성된 세상에서 가장 큰 전 세계를 연결하는 네트워크를 일컫는다. 따라서 인터넷은 네트워크 안에 속하는 개념이다.
www !== 인터넷 www는 인터넷을 통해 웹과 관련된 데이터들을 공유하는 것이다.
2. 네트워크의 분류
- 크기에 따른 분류
LAN(Local Area Network)
근거리 통신망, 로컬 영역 네트워크(영어: local area network, LAN), 구내 정보 통신망은 네트워크 매체를 이용하여 집, 사무실, 학교 등의 건물과 같은 가까운 지역을 한데 묶는 컴퓨터 네트워크이다.
출처: 위키백과
- LAN은 가까운 지역들을 하나로 묶은 네트워크 통신망으로 근거리 통신망이다.
WAN(Wide Area Network)
광역 통신망(영어: wide area network, WAN)은 드넓은 지리적 거리/장소를 넘나드는 통신 네트워크 또는 컴퓨터 네트워크이다. 인터넷은 광역 통신망으로 간주될 수 있다.
출처: 위키백과
- WAN은 멀지 않은 지역을 한데 묶은 네트워크 통신망이다.
- 가까운 지역끼리 묶인 LAN과 LAN을 다시 하나로 묶은 것을 말한다. 즉, 여러개의 LAN 네트워크 대역을 서로 연결 시켜둔 것이다.
MAN(Metropolitan Area Network)
도시권 통신망(영어: Metropolitan area network, MAN)은 큰 도시 또는 캠퍼스에 퍼져 있는 컴퓨터 네트워크이다. LAN과 WAN의 중간 크기를 갖는다.
출처: 위키백과
기타(VLAN, CAN, PAN 등)
연결형에 따른 분류(토폴로지)
star 형
스타 네트워크(star network)는 이더넷 LAN에서 가장 널리 사용되는 물리적 토폴로지이다. 중앙의 연결지점에 허브, 스위치, 라우터 같은 장비가 배치되며, 모든 케이블링 세그먼트가 이 중앙 지점으로 모인다. 네트워크의 각 장비는 자체 케이블에 의해 중앙 장비로 연결된다.
출처: 위키백과
- 하나의 중앙 장비에 모든 노드가 연결된 형태
- 만약 중앙장비가 고장난다면 연결된 모든 장비들의 네트워크 통신이 불통되는 문제점이 있다.
- 보통 LAN 대역에서 많이 사용하는데, 멀리 연결할수록 비용은 늘어나고 신호는 약해지기 때문.
mesh 형
A mesh network (or simply meshnet) is a local area network topology in which the infrastructure nodes (i.e. bridges, switches, and other infrastructure devices) connect directly, dynamically and non-hierarchically to as many other nodes as possible and cooperate with one another to efficiently route data to and from clients.
출처: 위키백과
- 여러 노드들이 서로 그물처럼 연결된 형태
- 중앙에 있는 특정 장비와만 연결되는 것이 아니라 여러 노드가 연결되어 있기 때문에 한 장비가 고장 났더라도 다른 장비들을 우회하는 과정을 통해 네트워크 통신에 영향은 크지 않다.
- 보통 WAN 대역의 네트워크에서 많이 사용한다.
tree 형
- 버스형 토폴로지를 변형한 형태로, 네트워크의 확장이 쉽고 관리도 편하다는 장점이 있지만,
- 상위에서 문제가 생기면 하위에도 모두 문제가 생긴다.
혼합형
- 실제 인터넷은 여러 형태를 혼합한 형태인 혼합형을 사용하고 있다.
- 여러개의 LAN 네트워크 대역이 서로 연결되어 하나의 WAN에 속해 있다.
링형
링 네트워크(Ring Network)는 네트워크 토폴로지(Network Topology)의 한 방법으로서 각각의 노드는 양 옆의 두 노드와 연결하여 전체적으로 고리와 같이 하나의 연속된 길을 통해 통신을 하는 망 구성 방식이다. 데이터는 노드에서 노드로 이동을 하게 되며 각각의 노드는 고리모양의 길을 통해 패킷을 처리한다. 링 토폴로지는 어떤 두 노드간에 오직 하나의 길을 제공하기 때문에 링 네트워크는 단 하나의 연결 오류만으로도 전체의 연결이 끊기게 된다.
- 모든 장치들이 토큰에 접근할 수 있으며 전송할 수 있는 기회를 갖게 되는 매우 순차적인 네트워크.
- 네트워크의 부하가 심한 경우에 버스 토폴로지보다 성능이 우수함.
- 컴퓨터간의 연결을 관리하기 위한 네트워크 서버가 불필요.
출처: 위키백과
버스형
버스 위상구조, 버스 네트워크(Bus network)는 버스라 불리는 공유 통신 경로를 통해 연결된 클라이언트의 집합을 가리키는 네트워크 구조이다. 한 스테이션이 신호를 전송 할 때 그 신호들은 단일 전송 구간을 따라 양방향으로 이동한다. 모든 신호는 전체 네트워크에서 양방향으로 전파되는데, 네트워크상의 모든 장치는 같은 신호를 받게 되며, 클라이언트에 설치된 소프트웨어는 각 클라이언트가 본인에게 지정된 메시지만을 수신할 수 있도록 한다. 버스형 네트워크는 가장 보편적인 이더넷 위상구조다.
출처: 위키백과
3. 네트워크의 통신 방식
- 네트워크에서 데이터를 어떻게 주고 받는가?
유니캐스트
컴퓨터 네트워크에서 유니캐스트(unicast) 전송이란 고유 주소로 식별된 하나의 네트워크 목적지에 1:1로 ( one-to-one) 트래픽 또는 메시지를 전송하는 방식을 말한다.
출처: 위키백과
- 특정 대상과 1:1로 통신
- 내가 통신하고 싶은 특정 대상과만 통신하는 형태
- 같은 네트워크 대역의 여러개의 사용자가 있다면 특정한 한 사용자랑만 통신을 함
멀티캐스트
컴퓨터 네트워크에서 멀티캐스트(multicast)란 한 번의 송신으로 메시지나 정보를 목표한 여러 컴퓨터에 동시에 전송하는 것을 말한다.
출처: 위키백과
- 특정 다수와 1:N으로 통신
- 같은 네트워크 대역에서 여러명의 사용자가 있었을 때 특정한 다수와만 통신하는 형태
브로드캐스트
브로드캐스팅(broadcasting)은 송신 호스트가 전송한 데이터가 네트워크에 연결된 모든 호스트에 전송되는 방식을 의미한다.
출처: 위키백과
- 네트워크에 있는 모든 대상과 통신
- 같은 네트워크 대역에 있는 모든 사용자와 통신하는 형태
4. 네트워크 프로토콜
- 프로토콜이란?
네트워크 통신망에서 컴퓨터가 특정한 컴퓨터와 통신할 때에는 프로토콜을 사용
프로토콜: 네트워크에서 노드와 노드가 통신할 때 어떤 노드가 어떤 노드에게 어떤 데이터를 어떻게 보내는지 작성하기 위한 양식
출처: 위키백과
택배는 택배만의 양식으로, 편지는 평지만의 양식으로, 전화는 전화만의 양식으로 통하듯 각 프로토콜은 프로토콜만의 양식으로 통신한다.
- 여러가지 프로토콜
여러 상황에 따라, 하고 싶은 통신 방식에 따라 사용하는 프로토콜이 다르며,
데이터를 보내기 위해서 어떤 프로그램으로 통신할 지 얼마나 멀리 떨어져 있는지 등을 고려하여 여러개의 프로토콜을 함께 사용한다. 이 때 프로토콜이 하나씩 합쳐진 모양을 캡슐화 라고 부른다.
가까운 곳과 연락할 때(링크 계층)
- 링크 계층
컴퓨터 네트워킹에서 링크 계층(link layer)은 인터넷의 네트워킹 아키텍처인 인터넷 프로토콜 스위트 가운데 가장 낮은 계층이다. 링크 계층은 호스트가 물리적으로 연결되는 링크 상에서만 운용되는 메소드, 통신 프로토콜이 모여있다.
출처: 위키백과 - Ethernet 프로토콜
이더넷(영어: Ethernet)은 컴퓨터 네트워크 기술의 하나로, 일반적으로 LAN, MAN 및 WAN에서 가장 많이 활용되는 기술 규격이다. 이더넷은 네트워크에 연결된 각 기기들이 48비트 길이의 고유의 MAC 주소를 가지고 이 주소를 이용해 상호간에 데이터를 주고 받을 수 있도록 만들어졌다.
출처: 위키백과
MAC 주소(Media Access Control Address)는 네트워크 세그먼트의 데이터 링크 계층에서 통신을 위한 네트워크 인터페이스에 할당된 고유 식별자이다.
출처: 위키백과
멀리 있는 곳과 연락할 때(인터넷 계층)
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인터넷 계층
인터넷 계층(Internet layer)은 인터넷 프로토콜 스위트에서 인터네트워킹 메소드, 프로토콜, 사양을 모아둔 것으로, 네트워크 경계를 거쳐 호스트로부터 기원한 네트워크 패킷을 필요하면 IP 주소로 지정된 목적지 호스트로 전송하기 위해 사용된다. 인터넷 계층은 게이트웨이를 통하여 서로 여러 네트워크를 연결하는 개념인 인터네트워킹을 용이하게 하는 기능으로부터 이름을 따온 것이다.
출처: 위키백과 -
IP(IPv4, IPv6)
인터넷 프로토콜(IP, Internet Protocol)은 송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크(패킷 스위칭 네트워크, Packet Switching Network)에서 정보를 주고받는 데 사용하는 정보 위주의 규약(프로토콜, Protocol)이며, OSI 네트워크 계층에서 호스트의 주소지정과 패킷 분할 및 조립 기능을 담당한다. 줄여서 아이피(IP)라고도 한다.
출처: 위키백과 -
ICMP
ICMP는 모든 IP 구현의 필수 부분입니다. ICMP는 오류를 처리하고 IP 메시지를 제어합니다.
출처: IBM -
ARP
주소 결정 프로토콜(Address Resolution Protocol, ARP)은 네트워크 상에서 IP 주소를 물리적 네트워크 주소로 대응(bind)시키기 위해 사용되는 프로토콜이다. 여기서 물리적 네트워크 주소는 이더넷 또는 토큰링의 48 비트 네트워크 카드 주소를 뜻한다.
이를테면, IP 호스트 A가 IP 호스트 B에게 IP 패킷을 전송하려고 할 때 IP 호스트 B의 물리적 네트워크 주소를 모른다면, ARP 프로토콜을 사용하여 목적지 IP 주소 B와 브로드캐스팅 물리적 네트워크 주소 FFFFFFFFFFFF를 가지는 ARP 패킷을 네트워크 상에 전송한다. IP 호스트 B는 자신의 IP 주소가 목적지에 있는 ARP 패킷을 수신하면 자신의 물리적 네트워크 주소를 A에게 응답한다.
출처: 위키백과
여러개의 프로그램으로 연락할 때(전송 계층)
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전송 계층
컴퓨터 처리와 전자 통신에서 전송 계층(Transport layer)은 계층 구조의 네트워크 구성요소와 프로토콜 내에서 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공한다. 전송 프로토콜 중 가장 잘 알려진 것은 연결 지향 전송 방식을 사용하는 전송 제어 프로토콜 (TCP)이다. 보다 단순한 전송에 사용되는 사용자 데이터그램 프로토콜 (UDP)도 있다.
출처: 위키백과 -
TCP
TCP는 근거리 통신망이나 인트라넷, 인터넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟을 안정적으로, 순서대로, 에러없이 교환할 수 있게 한다. TCP는 전송 계층에 위치한다.
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UDP
TCP와 함께 데이터그램으로 알려진 단문 메시지를 교환하기 위해서 사용된다.
응용 계층
- FTP, TFTP, DNS ...
5. 실습
1. traceRoute
traceroute 8.8.8.8- 현재 나의 로컬 컴퓨터에서 지구 반대편의 구글 DNS 서버와 통신하는 중 거쳐간 LAN 대역들을 보여주는 명령어.
- 하나의 네트워크 대역을 넘어갈 때 마다 표시되며,총 10개의 대역을 거쳐 구글 DNS까지 도착했다.
- 구글 DNS 까지는 최대 64 hop까지 거쳐갈 수 있으며 여기서 hop은 몇개의 네트워크 대역을 넘어갔는지 나타내는 단위이다.
- 1 hop 네트워크 대역은 로컬과 가장 가깝게 연결되어있는 네트워크 대역으로 현재 로컬에 연결되어있는 LAN을 말한다.
2. wireShark
- wireShark 설치
- 실제 컴퓨터를 통해 네트워크 통신을 할 때 네트워크 프로토콜을 캡쳐해주는(어떤 프로토콜을 사용했는지, 어떤 프로토콜을 보내고 받았는지)를 볼 수 있게 해준다.
- 해당 네트워크 장치를 통해서 통신하고 있는 프로토콜들이 쭉 보인다.
참고
해당 내용은 [따라學IT] 01. 네트워크란 무엇인가? 의 강의와 개인 공부를 함께 정리 한 내용입니다.
