1. 정의
컴퓨터 네트워크(Computer Network)는 두 대 이상의 컴퓨터가 데이터를 주고받기 위해 통신 링크를 통해 서로 연결된 시스템이다.
2. 네트워크의 목적
- 자원 공유(Resource Sharing): 프린터, 스토리지 등의 공유
- 정보 공유(Information Sharing): 데이터베이스, 웹사이트 접근
- 통신 지원(Communication): 이메일, 메신저, 영상통화 등 협업 가능성
- 비용 절감(Cost Reduction): 자원의 효율적인 공동 사용을 통한 비용 감소
3. 네트워크의 유형
(1) 범위에 따른 분류
| 종류 | 설명 | 예시 |
|---|---|---|
| PAN | 개인 영역 네트워크(Personal Area Network) | 블루투스 이어폰, 스마트 워치 |
| LAN | 근거리 네트워크(Local Area Network) | 학교나 회사 내 네트워크 |
| MAN | 도시 영역 네트워크(Metropolitan Area Network) | 도시 전체를 연결하는 네트워크 |
| WAN | 광역 네트워크(Wide Area Network) | 인터넷 |
(2) 연결 방식에 따른 분류
- 유선 네트워크: Ethernet, 광케이블
- 무선 네트워크: Wi-Fi, Bluetooth, Cellular (4G, 5G)
4. 네트워크 토폴로지(Topology)
네트워크 내 컴퓨터들이 연결된 물리적·논리적 구성 형태이다.
| 토폴로지 유형 | 특징 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|---|
| 버스(Bus) | 하나의 통신선로에 모든 장치 연결 | 간단한 구조와 설치 | 장애 발생 시 네트워크 마비 |
| 링(Ring) | 장치들이 원형으로 연결, 데이터가 링을 따라 순환 | 충돌 없는 데이터 전송 | 한 노드 장애 시 전체 장애 |
| 스타(Star) | 중앙 장치에 모든 노드가 연결 | 유지보수 용이 | 중앙 장치 장애 시 전체 마비 |
| 메시(Mesh) | 모든 노드들이 직접 상호 연결 | 높은 신뢰성 | 설치 및 비용 부담 |
5. 네트워크 프로토콜(Protocol)
프로토콜은 데이터 통신을 위해 정의된 일련의 규칙과 절차로, 대표적으로 다음과 같은 프로토콜들이 있다.
- TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
인터넷에서 사용되는 기본 프로토콜로, 데이터를 안정적으로 전송하고 라우팅하는 역할 수행. - HTTP/HTTPS (Hypertext Transfer Protocol / Secure)
웹 브라우저와 웹 서버 간 데이터 전송을 위한 프로토콜. - FTP (File Transfer Protocol)
파일의 전송을 위한 프로토콜. - SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)
이메일 송신 프로토콜. - DNS (Domain Name System)
도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 프로토콜.
6. OSI 7계층 모델 (OSI Reference Model)
컴퓨터 네트워크 구조를 표준화한 7단계 계층 모델이다.
| 계층 | 이름 | 기능 | 예시 |
|---|---|---|---|
| 7계층 | 응용 계층(Application) | 사용자 응용 프로그램 지원 | HTTP, FTP, SMTP |
| 6계층 | 표현 계층(Presentation) | 데이터의 표현 형식 변환, 암호화, 압축 | JPEG, MPEG, SSL |
| 5계층 | 세션 계층(Session) | 통신 세션 관리 | 세션 제어 |
| 4계층 | 전송 계층(Transport) | 데이터의 전송 제어 및 흐름 제어 | TCP, UDP |
| 3계층 | 네트워크 계층(Network) | 데이터 경로 선택 및 라우팅 | IP, ICMP, OSPF |
| 2계층 | 데이터 링크 계층(Data Link) | 인접 장치 간의 데이터 전송 및 오류 제어 | Ethernet, MAC |
| 1계층 | 물리 계층(Physical) | 물리적 매체를 통해 비트 전송 | 광케이블, RJ-45 |
7. 네트워크 장비
| 장비 이름 | 기능 |
|---|---|
| 허브(Hub) | 여러 장치를 연결하여 데이터를 모든 포트에 방송 |
| 스위치(Switch) | 장치 간 직접 연결 제공, 특정 장치에만 데이터 전송 |
| 라우터(Router) | 네트워크 간 데이터 라우팅 및 전달 |
| 방화벽(Firewall) | 네트워크 보안 및 접근 제어 |
| 액세스 포인트(AP) | 무선 장치를 네트워크에 연결 |
8. 네트워크 보안
네트워크는 외부 공격 및 불법 접근의 위험이 있어 다양한 보안 기술을 필요로 한다.
- 방화벽(Firewall)
- 침입 탐지 및 방지 시스템(IDS/IPS)
- 가상 사설망(VPN, Virtual Private Network)
- 인증 및 접근 제어(Authentication and Access Control)
9. 네트워크 성능 평가 지표
- 대역폭(Bandwidth): 초당 전송 가능한 데이터 양(단위: bps)
- 지연 시간(Latency): 데이터가 전송되는 데 걸리는 시간(단위: ms)
- 처리량(Throughput): 단위 시간당 처리되는 데이터 양
- 패킷 손실률(Packet Loss Rate): 전송 중 손실된 패킷의 비율(%)
10. 최근의 네트워크 동향
- 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN, Software-Defined Networking)
- 네트워크 기능 가상화(NFV, Network Function Virtualization)
- 5G 무선 통신 기술 확산
- 클라우드 기반 네트워킹(Cloud Networking)
- IoT(사물인터넷) 기반 네트워크 확장
네트워크는 정보화 사회를 구성하는 핵심 기술로서, 지속적인 발전과 보안 강화를 요구받고 있다.
백엔드 개발자