네트워크
네트워크란
- 분산되어 있는 컴퓨터들을 자원이나 정보를 고유하기 위해 통신망으로 연결한 것
- 프로토콜을 사용하여 데이터를 교환하는 시스템의 집합
- 전송매체로 서로 연결된 시스템의 모음
네트워크 기초용어
- 시스템
- 내부 규칙에 따라 능동적으로 동작하는 대상 (컴퓨터, 자동차, 운영체제, 프로세스 등) - 인터페이스
- 시스템과 시스템을 연결하기 위한 표준화된 접근 방법 - 전송매체
- 시스템끼리 데이터를 전달하기 위한 물리적인 전송 수단 - 프로토콜
- 전송 매체를 통해 데이터를 교환하기 위한 특정 규칙 - 인터넷
- ARPANET에서 시작된 컴퓨터 통신망 (통합 네트워크) - 인트라넷
- 인터넷의 기술을 응용하는 기업 내 전용 컴퓨터 네트워크
- 기업의 각종 정보를 표준화하여 서버를 통해 공유하는 기업 내 인터넷
시스템 구분
- 노드 (Node)
- 인터넷에 연결된 시스템의 가장 일반적인 용어 - 호스트 (Host)
- 컴퓨터 기능이 있는 시스템 - 클라이언트 (Client)
- 서비스를 요청하는 시스템 - 서버 (Server)
- 서비스를 제공하는 시스템
네트워크 주소
- 네트워크 주소 : 네트워크 상에 존재하는 노드를 고유하게 식별
- 주소 종류
- MAC 주소
- Link 계층에서 사용
- LAN카드에 내장
- IP 주소
- 포트 번호
- 포트 번호
- 전송 계층에서 사용
- TCP와 UDP가 독립적으로 관리 (소켓주소)
- 메일 주소
- 메일 시스템에서 사용
- MAC 주소
네트워크 작동원리
네트워크는 OSI 참조모델을 바탕으로 작동한다.
OSI 참조 모델은 국제표준화기구(ISO)가 컴퓨터 통신기능을 계층구조로 나눠 정리한 모델로 일종의 통신 규칙모음이다.
OSI 7계층
제 1계층(물리 계층) : 네트워크 케이블의 재질이나 커넥터의 형식, 핀의 나열 방법 등 물리적인 요소를 모두 규정한다.
제 2계층(데이터 링크 계층) : 직접 연결된 기기 사이에 논리적인 전송로(데이터 링크)를 확립하는 방법을 규정한다.
제 3계층(네트워크 계층) : 동일 또는 다른 네트워크의 기기와 연결하기 위한 주소와 경로의 선택 방법을 규정한다.
제 4계층(전송 계층) : 데이터를 통신할 상대에게 확실하게 전달하는 방법을 규정한다.
제 5계층(세션 계층) : 데이터를 흘려보내는 논리적인 통신로(커넥션)의 확립과 연결 끊기에 대해 규정한다.
제 6계층(표현 계층) : 애플리케이션 데이터를 통신에 적합한 형태로 변환하는 방법을 규정한다.
제 7계층(응용 계층) : 애플리케이션 별로 서비스를 제공하는 방법을 규정한다.
프로토콜
프로토콜은 네트워크 통신을 위한 통신규칙을 의미한다.
프로토콜은 데이터를 캡슐화하고 캡슐을 해제하는 역할을 한다.
네트워크 통신에서 OSI 참조 모델의 계층을 넘어설 때마다 데이터를 캡슐에 넣거나 꺼낸다.
이더넷
이더넷은 OSI 제 1계층과 2계층의 기술 규격이다.
유선 네트워크는 거의 대부분 이더넷을 사용한다.
이더넷은 네트워크 계층으로부터 밭은 데이터(패킷)에 프레임의 처음을 나타내는 프리앰블(preamble)과 목적지와 출발지를 나타내는 헤더, 비트 오류체크에 사용하는 FCS(Frame Check Sequence)를 추가하여 프레임을 생성한다.
이더넷은 MAC주소라는 48비트로 된 식별자를 사용하여 컴퓨터를 식별한다.
MAC 주소
MAC 주소는 데이터링크 계층(제 2계층)에서 통신을 위해 사용되는 48비트로 된 식별자이다.
MAC 주소는 8비트 마다 - 또는 :으로 구분하여 16진수로 표기한다.
상위 24비트는 IEEE(미국 전기전자학회)가 기기의 제조업체 별로 할당한 제조업체 코드(OUI, Organizationally Unique Identifier)로 제조업체를 알 수 있다.
하위 24비트는 제조업체가 기기별로 고유한 값을 할당한 코드이다.
NIC에 할당되어 있는 MAC주소는 전세계에 하나뿐인 고유한 값이다.
예를 들어 가짜 MAC주소로 98:24:01:6E:09:5B 또는 98-24-01-6E-09-5B 로 쓸 수 있다.
앞부분 98-24-01 상위 24비트는 제조업체 코드이다.
뒷부분 6E-09-5B 하위 24비트는 제조업체 내부 코드이다.
- NIC(Network Interface Controller) : NIC는 컴퓨터를 네트워크에 연결하여 통신하기 위해 사용하는 하드웨어 장치이다. 네트워크 카드, 랜 카드로 부르는 것이 이 NIC이다.
TCP/IP
이더넷 어댑터
이더넷은 LAN 영역에서 사용하는 통신기술을 의미한다.
이더넷 어댑터는 PC의 LAN카드를 의미한다.
IP
인터넷 공간에서 자신의 PC가 사용하는 고유한 식별자이다.
IPv4 프토콜에서 사용: 32비트 크기의 주소 체계
IPv4는 0.0.0.0 부터 255.255.255.255 까지 2의 32승만큼 주소값을 가질수 있으며, 32비트로 이루어져 있다.
IPv6에서는 128비트 주소 체계로 확장된다.
예시)
IP 주소 체계
IP 주소에는 클래스 개념이 존재한다.
IP주소의 첫번째 자리의 범위에 따라 A, B, C클래스로 구분된다.
- A 클래스 : 1 ~ 126
- B 클래스 : 128 ~ 191
- C 클래스 : 192 ~ 223
127번이 빠진 이유는 127.0.0.1로 특별한 주소가 있다.
어떤 클래스에도 속하지 않으며, 본인이 사용하는 LAN카드 자신으로 루프백 주소라고도 부른다.
DNS (Domain Name Service)
DNS는 호스트 이름과 IP 주소를 변환하는 역할을 한다.
서브넷(serbnet)
서브넷팅(SUbnetting)은 네트워크 관리자가 네트워크 성능을 향상시키기 위해 자원을 효율적으로 분배하는 일이다.
네트워크 영역과 호스트 영역을 분할함으로써 자원을 분배하게된다.
네트워크 측면에서 너무 큰 브로드캐스트 도메인은 패킷전송을 느리게하고 성능저하를 일으킨다. 따라서 네트워크를 쪼개 통신 성능을 보장한다.
IP는 32자리 2진수로 표현할 수 있는데, 충분히 많은 것처럼 보이지만, 결국 자원에 한계가 존재한다.
자원에 한계가 있기 때문에 되도록 낭비없이 사용하여야 한다. 이에따라 등장한것이 서브넷 마스크이다.
- 브로드캐스트 도메인 : 라우터와 네트워크 장비없이 통신할 수 있는 영역
서브넷마스크는 간단히 말해서 치과에서 얼굴에 덮는 천과 같은 역할을 한다.
치과 의사선생님한테 굳이 눈이나 코까지 보일 필요는 없다.
어차피 입 안에 집중하실테니 입을 제외한 부위를 가려주는 것과 비슷한 개념이다.
네트워크에서 1~100까지 IP를 할당할 수 있다고 생각하자.
우리는 20개정도의 IP만 필요하다면 100까지 다 받을 필요가 없다.
21부터 100까지는 서브넷마스크로 가릴 수 있다.
서브넷마스크에서 255와 대응되는 자리는 네트워크 ID이고 0에 대응되는 자리는 호스트 ID이다.
게이트웨이(Gateway)
게이트웨이는 인터넷 공간에서 서로 다른 호스트 사이를 연결하는 기능을 한다.
공유기를 통해 인터넷에 접속하는 관문과 같다.
게이트웨이는 라우더라고 부르기도 한다.
동일한 LAN선, Wifi에 연결된 모든 기기의 네트워크는 동일한 네트워크IP를 갖는다.
이처럼 동일한 네트워크 ID를 공유하는 장치들의 공간을 LAN(Local Area Netword) 영역이라고 한다.
이 LAN 영역에는 무수한 host가 존재하고 해당 LAN 영역에 속해있는 호스트를 구분하는 식별자가 바로 호스트 ID이다.
- 네트워크 ID가 다른 호스트끼리 연결되는 것 : 라우팅
- 네트워크 ID가 같은 호스트끼리 연결되는 것 : 스위칭
라우터의 경로 선택
참고자료
https://noahlogs.tistory.com/47
https://hyuntaekhong.github.io/blog/Network/
