컴퓨터 네트워크와 인터넷

교재 내 내용이 너무 학문적이여서 기본적인 사항만 정리하였음

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1. 기본적인 네트워크 지식

1.1 네트워크의 정의

• 네트워크: 데이터 전송을 위해 서로 연결된 컴퓨터와 장치의 집합

1.2 네트워크 계층 모델

• OSI 모델 (Open Systems Interconnection Model): 7개 계층으로 구성된 네트워크 모델로, 각 계층은 서로 다른 기능을 수행

  1. 물리 계층 (Physical Layer): 물리적인 연결 및 전송 매체 (예: 케이블, 무선 주파수).
  2. 데이터 링크 계층 (Data Link Layer): 오류 감지 및 수정, MAC 주소를 기반으로 하는 데이터 프레임 전송.
  3. 네트워크 계층 (Network Layer): IP 주소를 사용하여 데이터 패킷의 라우팅과 전송을 담당
  4. 전송 계층 (Transport Layer): 데이터 전송의 신뢰성을 보장하며, TCP와 UDP 프로토콜이 포함
  5. 세션 계층 (Session Layer): 통신 세션을 설정하고 관리
  6. 표현 계층 (Presentation Layer): 데이터의 형식을 변환하거나 인코딩
  7. 응용 계층 (Application Layer): 사용자와 직접 상호작용하며, 이메일, 파일 전송 등의 응용 프로그램을 지원

• TCP/IP 모델: 4개 계층으로 구성되며, OSI 모델의 간소화된 형태

  1. 네트워크 액세스 계층 (Network Access Layer): 물리 계층과 데이터 링크 계층의 기능을 포함
  2. 인터넷 계층 (Internet Layer): IP 프로토콜이 포함되어 있으며, 데이터 패킷의 라우팅과 주소 지정을 담당
  3. 전송 계층 (Transport Layer): TCP와 UDP 프로토콜을 사용하여 데이터 전송을 관리
  4. 응용 계층 (Application Layer): 응용 프로그램과 사용자 간의 데이터 교환을 처리

1.3 주요 네트워크 장비

• 라우터 (Router): 패킷을 서로 다른 네트워크 간에 전달한다.
• 스위치 (Switch): 네트워크 내에서 장치 간의 데이터 프레임을 전송한다.
• 허브 (Hub): 여러 장치 간에 데이터를 브로드캐스트한다. 스위치와 달리 데이터의 필터링과 포워딩 기능이 부족하다.
• 모뎀 (Modem): 디지털 신호와 아날로그 신호를 변환한다. 주로 인터넷 접속에 사용된다.

예시

1. 가정 내 네트워크 통신:

   • 스마트폰, 태블릿, PC 등 다양한 Wi-Fi 지원 기기들이 가정 내에 존재한다.
   • 이런 기기들은 무선 AP(Access Point)에 연결되어 인터넷에 접속한다.
   • 무선 AP는 모뎀과 연결되어 인터넷 서비스 제공업체(ISP)로부터 인터넷 연결을 받는다.
   • 가정 내 기기들은 무선 AP를 통해 인터넷에 접속하고, 웹 서핑, 실시간 스트리밍, 메신저 등의 서비스를 이용한다.
   • 무선 AP는 TCP/IP 프로토콜 스택을 사용하여 기기들과 통신한다.
   • 모뎀 하나만 있는 가정에서는 모뎀이 인터넷 연결, 라우팅, 스위칭, 무선 AP 등의 종합적인 역할을 담당하게 된다. 이를 통해 가정 내 유선/무선 기기들이 모두 인터넷에 접속할 수 있다.

2. 회사 내 네트워크 통신:

   • 다수의 PC, 노트북, 프린터 등 유선/무선 기기들이 사용된다.
   • 이들 기기들은 LAN 스위치에 연결되어 내부 네트워크를 구성한다.
   • 라우터가 스위치와 연결되어 인터넷 연결을 제공한다.
   • 방화벽이 라우터와 연결되어 외부 접근을 통제한다
   • 주요 서버들은 방화벽 뒤에 위치하여 보안을 강화한다.

3. 장비 간 통신 과정:

   • 스마트폰 → 무선 AP: 무선 LAN(Wi-Fi) 통신
   • PC → 유선 스위치: 유선 이더넷 통신
   • 스위치 ↔ 라우터: 유선 이더넷 통신
   • 라우터 ↔ 인터넷: 광케이블, xDSL, 모바일 등의 WAN 통신

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3. 네트워크의 역사

3.1 초기 네트워크 기술

• 1950년대-1960년대: 초기 컴퓨터와 통신의 시작. ARPANET(Advanced Research Projects Agency Network)라는 최초의 패킷 스위칭 네트워크가 개발됨

• 1970년대: TCP/IP 프로토콜이 개발되어 네트워크의 표준이 되었다.

3.2 인터넷의 발전

• 1980년대: ARPANET의 성공을 바탕으로 다양한 네트워크가 발전하고, 인터넷의 기초가 되는 다양한 프로토콜이 표준화되었다.
• 1990년대: 월드 와이드 웹(WWW)의 출현으로 인터넷이 대중화되었다. 브라우저와 웹 페이지의 개념이 널리 퍼지면서 인터넷 사용이 급격히 증가했다.
• 2000년대: 고속 인터넷과 모바일 인터넷의 발전으로 네트워크 접근성이 크게 향상되었고, 클라우드 컴퓨팅과 사물인터넷(IoT)이 부각되었다.

3.3 최근 발전

• 2010년대: 4G LTE, IoT의 확산으로 네트워크 연결이 더욱 증가하고, 클라우드 서비스와 빅데이터 분석이 활발히 진행되었다.
• 2020년대: 5G 네트워크의 도입과 함께 초고속, 저지연, 대규모 IoT 연결이 실현되고 있다.