본 포스트는 작성자가 중국 북경대학교에서 23-24년도 1학기 计算机网络与Web技术 수업을 들으며 배운 내용을 복습하며 정리한 포스트입니다. 중국어, 한국어, 영어가 뒤섞인 본인이 알아보기 위해 작성한 필기를 정리하는만큼 다른분들이 읽기엔 조금 불친절할수 있습니다.
4학년이 되서야 네트워크 수업을 들어본다.
컴퓨터 네트워크 개념
컴퓨터 네트워크 (计算机网络)
네트워크는 여러대의 自主한 컴퓨터가 서로 연결되어 만들어진 시스템이다. 이 과정에서 유저는 시스템 내의 어떤 컴퓨터가 어떤 작업을 수행할지 지정해야 한다. 네트워크의 목표는 자원/정보의 공유다. 이곳에서의 自主한 컴퓨터는 다른 어떠한 컴퓨터에 종속하지 않는 컴퓨터를 말하고, 서로 연결되어있음 (互联)은 2대 이상의 컴퓨터가 서로 정보를 교환할 수 있는 상태임을 뜻한다.
유저들은 각 위치에 분산되어있는 하드웨어, 소프트웨어, 정보 자원을 공유하여 컴퓨터 한대론 안되는 처리 능력을 메꿀 수 있고, 데이터와 정보의 교환을 통해 이메일, 채팅, 온라인 수업 등 정보교환이 가능하다.
네트워크 (통신망) 의 종류
구축 형식
总线型 (선형)
보듯 그냥 쭈욱 나열되어있고, 구조가 간단하고 비용이 적은 대신 거리에 한계가 있으며 고장났을시 어디서 고장났는지 알기도 힘들다.
环形 (링형)
구축 비용이 비교적 낮고, 증축/감축시에도 쉽다. 하지만 노드 하나라도 고장나면 네트워크 전체가 망해버린다. 그래서 지금은 아무도 안쓴다.
星型 (별형)
현재 가장 많이 쓰이는 중앙집중형 방식의 통신법이다. 통신망의 제어와 구축이 간편하고, 중앙 스위치가 내려가지 않는한 노드가 고장나도 다른 노드들에게 영향이 가진 않는다.
树状 (트리형)
확장이 편리하고, 자식 노드가 고장나더라도 형제/부모 노드에 영향을 주지 않는다. 상하관계가 명확한 군사용 네트워크로 많이 사용되고, 별 네트워크가 계층을 가지면 트리형이 된다 한다.
网状 (그물형)
노드들이 만약 모두 1:1로 연결되어있으면 풀 메쉬 통신망이라 하고, 경로 하나에 문제가 생기더라도 다른 우회 경로가 많기에 안정성이 높다. 하지만 중앙 컨트롤이 불가하고, 딱 보기에도 구축 비용이 높다.
규모에 따른 분류
개인 통신망, 근거리 통신망, 도시권 통신망, 광역 통신망으로 규모순으로 나뉜다.
个域网 (Personal Area Network, 개인 통신망)
두 대 이상의 개인장비끼리의 통신이며, 블루투스, 자외선통신, ISM 대역 무선통신 등이 이에 속한다. 스마트폰과 블루투스 이어폰 정도의 관계랄까.
局域网 (Local Area Network, 근거리 통신망)
커버하는 지역이 작고, 전송 속도가 높은 (10mb/s~100gb/s) 네트워크이다. 현재는 보통 1000mb/s~10gb/s의 속도 범위를 가지고, 기술이 이미 상대적으로 성숙해서 통신망의 대부분을 차지한다.
위의 기술들이 LAN에 쓰인다.
城域网 (Metropolitan Area Network, 도시권 통신망)
근거리 통신망과 광역 통신망 사이에 있는 고속 네트워크이며, 몇십키로는 되는 범위 내의 기업들의 LAN을 서로 연결해준다. 휴대전화의 기지국도 여기 속하고, 수십개의 체인점을 가진 대형 슈퍼 기업의 내부 네트워크도 이 류에 속한다. 리피터, 파이버 모뎀, 브릿지, 스위치 등이 여기 속하며 WiMAX 통신 규약을 사용하는 경우가 많다.
广域网 (Wide Area Network, 광역 통신망)
가장 상위 단위에 속하는 통신망이다. 도시, 국가 심지어 대륙간을 연결하고 있다. 패킷 스위차 (分组交换机) 들을 기본으로 구성되어 있다.
네트워크 연결과 인터넷
인터넷의 역사
1968년. 미국 국방부 산하 고등 연구국이 핵전쟁 하에서도 안정적인 정보 통신을 위해 대학 4곳을 네트워크로 연결하여 최초의 패킷 스위칭 네트워크인 ARPANET을 만든다. 이후 군용인 MILNET을 따로 분리하고, ARPANET은 대중에 개방한다. 미국 국립과학재단 (NSF)도 TCP/IP를 사용하는 NSFNET이라는 통신망을 구축하고, ARPANET을 대신하여 인터넷의 근간망 (backbone network)의 역할을 담당하기 시작한다. NSFNET은 6개의 슈퍼컴퓨터 센터를 잇기 위해 만들어졌고, 主干网，地区网，校园网 3개의 구조를 가졌다. NSFNET과 ARPANET이 이어져 인터넷이 만들어지고, 인터넷이 빠르게 성장하기 시작한다.
네트워크 참조 모델
서로 다른 컴퓨터, 시스템들간의 원활한 통신을 위해 공통된 규칙과 약속이 필요하고, 이를 프로토콜 (计算机网络协议)라고 한다. 또한 설계의 복잡성을 줄이기 위해, 계층으로 구조화하는 방식을 채택하여 서로 관련있는 기능층으로 나누어 처리하고, 각 층은 상대적으로 간단한 업무를 분담하여 밑의 층으로 서비스 요청을 보내 서비스를 처리하고, 이가 바로 分层体系结构이다.
OSI 7계층
국제표준화기구(ISO)에서 개발한 모델로, 컴퓨터 네트워크 프로토콜 디자인과 통신을 계층으로 나누어 개념적으로 설명한 것이다. 매 층은 상위 계층을 위해 서비스되며, 매 층에서 활동하는 원소를 实体라고 부른다. 이중 대등한 층의 실체는 peer entity이며, 수신 컴퓨터의 n번째 층은 발송 컴퓨터의 n번째 층에서 보낸 데이터만 받을 수 있다. 즉, 대등 실체간에만 서로 데이터 발송/수신이 가능하다.
물리계층 (Physical Layer, 物理层)
최하층에 위치하며, 실제 장치들을 연결하기 위해 필요한 전기적, 물리적 세부 사항들을 정의한다. 기계 특성, 전기 특성, 기능 특성등이 이에 포함된다. 물리층은 물리적 연결을 성립하고 종료하며, 투명하게 비트 스트림을 전송한다.
데이터 링크 계층 (Data link layer, 数据链路层)
물리층이 프레임을 단위로 제공한 비트 스트림을 기반으로 두개의 포인트간 링크를 만들어 신호화 및 동기화를 하여 최대한 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층이다.
네트워크 계층 (Network layer, 网络层)
서로 다른 네트워크 노드 (컴퓨터)들 간 논리 통로를 제공하여, 네트워크 연결을 실현해주는 계층이다. 네트워크 주소를 확정하고, 연결을 표시해주며 라우팅, 프로토콜 전환, 패킷 포워딩, 세그멘테이션 등을 수행한다.
전송 계층 (Transport layer, 传输层)
End to end 통신에서 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고받을수 있도록 해주고, 상위 계층들이 하위 계층의 디테일을 고려하지 않고 통신할 수 있게 한다. 연결을 수립하고 유지하며 오류 검출, 복구, 흐름제어, 중복검사 등을 수행한다.
세션 계층 (Session layer, 会话层)
세션 계층은 응용들 사이의 세션과 데이터 교환을 수립하고 유지하며, 통신을 관리하기 위한 방법을 제공한다.
표현 계층 (Presentation layer, 表示层)
표현 계층은 데이터 표시와 전송 관련 문제를 처리하며, 이는 어법전환, 암호화, 암축, 회복 등을 포함한다. 쉽게 말해 코드간에 번역을 담당하여 사용자 시스템에서 데이터의 형식상 차이를 다루는 부담을 응용 계층으로부터 덜어 준다. 서로 다른 시스템간의 표시 방면에 대한 차이를 屏蔽해주어 통신이 서로 식별될 수 있는 방법으로 잘 이루어지도록 돕는다.
응용 계층 (Application layer, 应用层)
최고층이다. 유저의 프로그램에게 직접적으로 서비스를 제공하는 계층이고, 프로그램 방면의 프로토콜을 포함한다. 이메일, 문서전송등 유저의 각종 온라인 서비스를 서포트하기 위한 층이다.
최종적으로, 데이터는 매 계층을 위처럼 송신/수신 측에서 역으로 거쳐서 전송된다.
TCP/IP 모델
TCP/IP모델은 4계층으로 이루어져있어 그나마 덜 복잡하다. OSI 모델의 응용, 표현, 세션 계층이 응용 계층으로 합쳐져있는게 눈에 띈다.
네트워크 접근 계층 (Network interface layer, 网络接口层)
네트워크에 TCP/IP 패킷을 송신하며, 데이터를 전기신호로 변환한 뒤, 물리적 주소인 MAC 주소를 사용해, 알맞은 기기로 데이터를 전달하는 계층이다.
인터넷 계층 (Internet layer, 互联层)
인터넷 계층은 데이터 패킷의 형식을 정의하고, 최종 목적지까지의 라우팅을 수행한다. IP 프로토콜이 핵심이 되어 논리적인 주소를 할당하고 정확하게 최종 목적지까지 연결되도록 연결성을 제공한다.ARP, ICMP, IGMP 프로토콜도 여기 속한다.
전송 계층 (Transport layer, 传输层)
OSI 계층의 전송계층과 세션 계층의 기능을 포함하고 있다. 두개의 응용 프로그램 간 세션과 통신 서비스를 수립하고, 신뢰성, 트래픽 컨트롤 등을 처리한다. 이곳의 핵심은 TCP (传输控制协议) 와 UDP (用户数据报协议)이다. TCP는 1대1로 신뢰성 있는 데이터 전송을 제공하고, UDP는 1대1 혹은 1대다로 신뢰성 기능 없이 비연결형으로 데이터 전송을 제공하여, 주로 전화, 비디오 서비스 등에 사용된다.
응용 계층 (Application layer, 应用层)
다시 한번 최고층이다. 응용 프로그램들이 데이터 교환을 사용하기 위한 프로토콜들이 있으며, HTTP, FTP, SMTP 등이 포함되며 새로운 프로토콜이 계속 만들어지고 있다.
인터넷 네트워크 구조
인터넷 자체는 엄격하게 층을 나누진 않는다. 하지만 IP기술이 중심이 되고, IP 위나 아래에 어떤 프로토콜/기술들이 들어올지는 자유롭기에 인터넷 발전에 큰 도움이 되고 있다.
World Wide Web
월드 와이드 웹은 분포식으로 되어있는 종합 정보가 조합된 초매체 정보 시스템 이다. 하이퍼텍스트를 중심으로 팀 버너스 리가 개발했으며, 신속한 정보 교환을 위해 만들어졌다.
웹의 중요 개념
- 하이퍼링크: 문서에 있는 특수한 문자나 이미지로, 마우스로 클릭 시 지정된 문서로 이동된다. 하이퍼링크를 포함중인 텍스트를 하이퍼텍스트라고 부른다.
- HTML: 하이퍼텍스트를 작성하기 위한 언어다. 프론트엔드 지망인 나의 좋은 친구기도 하다.
- 웹페이지: www 서버상에 배포된 html문서이다.
- URL: 统一资源定位器라고 하며, "프로토콜://서버主机名.도메인명(:포트번호)/.../html파일명" 형식을 가진다.
참고자료
모두의 네트워크 교재
