컴퓨터 구조

- 핵심 부품

1. CPU(중앙처리장치)

-컴퓨터의 두뇌로 메모리에 저장된 프로그램 명령어 해석/실행

2. RAM(주기억장치)

-컴퓨터에 실행되는 모든 프로그램은 메모리에 상주
-address 사용해 빠르고 효울적인 접근 가능

3. 보조기억장치

-메모리보다 저렴
-메모리보다 큰 용량
-전원이 꺼져도 내용이 지워지지 않음

4. 입.출력 장치

-컴퓨터 외부에 연결돼 컴퓨터와 정보 교환하는 장치
-ex) 모니터, 스피커, 프린터, 키보드 등

5. 메인보드

-시스템 버스를 통해 핵심 부품(1,2,3,4)간 연결(통신) 제공

6. NIC

-컴퓨터의 '귀'와 '입' 역할
-케이블을 통해 전기적 신호/빛으로 전달
-고유 주소(MAC Address)를 갖고 있고, IP Address 설정 가능
-없어도 컴퓨터 동작에는 문제 없음(통신을 위해서는 필수)

운영체제

-응용프로그램과 하드웨어(리소스) 사이에서 응용 프로그램이 필요한 리소스 할당/ 회수(Kernel)
-응용프로그램이 올바르게 실행 되도록 지속적 관리

Cable

xTP 케이블

• 가장 대중적인 케이블로 전기 신호를 이용해 데이터 송/수신
• 커넥터(RJ45)를 연결해 LAN 케이블로 사용
    -> LAN케이블 = 케이블 본체 + 커넥터(RJ-45)
• 노이즈 차폐 Shield 유무에 따라 STP, FTP, UTP로 구분
  
  
  
• UTP를 가장 많이 사용
• 케이블 성능에 따라 Cat5e, Cat6, Cat7, Cat8 등으로 구분

Fiber 케이블

• 광케이블로 빛을 이용해 데이터 송/수신
• UTP에 비해 먼 거리까지 전송 가능
• 커넥터(LC,SC)를 연결해 사용
• Core의 직경 및 빛 전달 방식에 따라 Single(노랑/장거리), Multi(주황/단거리)로 구분
    Single Mode: 최대 100km
     Multi Mode: 최대 550m

NetWork

-IT관점의 네트워크

• PC와 PC들 간에 정보 공유를 목적으로 연결돼 형성된 망
• 효율적인 데이터 전송을 위해 특정 규칙 필요(Protocol)

-Host -> 컴퓨터

• Server= 서비스를 제공하는 컴퓨터

• Client= 서비스를 제공받는 컴퓨터

• Host= Server + Client
  

• LAN(Local Area Network)
  - 가정, 학교, 소규모 사무실 Host 상호 연결

• WAN(Wide Area Network)
  - 도시, 국가 등 넓은 영역에 걸쳐 LAN 상호 연결

• Internet
  - 전 세계적으로 상호 연결된 네트워크 집합
  - 개인이나 그룹의 소유는 아니지만 프로토콜 및 표준화 유지를 위해 조직 운영

  Protocol

  -네트워크 상에서 데이터 전송 시 필요한 규칙 및 약속
  -프로토콜에 의해 정의되는 전송방식 세부 사항

• Encoding/Decoding => NIC가 수행

• Encapsulation/Decapsulation

  • 규칙에 따라 데이터 생성 및 전달하기 위해 패키징하는 과정
  • 수신된 데이터를 확인 및 처리하기 위해 패키징 해제하는 과정

• Size

• Timing

  • 누가 언제 메시지를 보낼 수 있는지 결정
  • 동시에 메시지를 보낼 경우 충돌 발생 -> CSMA/CD

• Delivery Option
  - Broadcast
  - 1:all 통신
  - Only LAN 환경에서만
  - Unicast
  - 1:1 통신
  - LAN환경, WAN환경
  - Multicast
  - 1:N 통신(특정 다수)
  - 주로 미디어 환경에서 사용
  - LAN환경, WAN환경

  OSI Model (Open System Interconnection)

  -1977년 ISO(International Standard Organization)에 의해 데이터의 전송 과정이 7개의 게층으로 분류된 OSI 모델 탄생
  -구조가 복잡해 널리 보급되지 못하고, 실무에 사용 X
  -네트워크 통신과정을 개념적으로 설명하는 용도로 활용
  

• 상위 3개 계층은 애플리케이션/응용프로그램 개발자의 영역

• 하위 4개 계층은 네트워크 엔지니어의 영역
  
  
  

-Layer 7: Application

• 이메일, 웹, FTP 등...

-Layer 6: Presentation

• 정보를 애플리케이션 계층에 맞게 읽을 수 있도록 데이터를 포맷하고 구조화
• JPEG, MPEG, ASCII 등...

-Layer 5: Session

• 두 호스트 간의 연걸 설정, 관리 및 종료 처리

-Layer 4: Transport

• 정상 처리 확인, 유실 정보 확인, 재전송 요청, 응용프로그램 식별 등...
• TCP: 신뢰할 수 있는 방식으로 데이터 전송하는 프로토콜
• UDP: 신뢰할 수 없는 방식으로 데이터를 전송하는 프로토콜

-Layer 3: Network

• 다른 네트워크에 속한 수신자에게 전달 시 참조
• 연결 및 경로 선택(랑루팅) 처리
• IPv4, IPv6..

-Layer 2: Data Link

• 같은 네트워크에 속한 수신자에게 전달 시 참조
• 물리 계층으로 전달 받은 데이터의 오류 감지
• 이더넷 이라고 부름

-Layer 1: Physical

• 1과 0으로 표현되는 비트(bit), 신호를 주고 받음
• 통신 매체에 따라 데이터를 전기, 빛, 전파 등의 신호로 운반

*OSI 모델의 레이어는 건너뛸 수 없음
*즉, 네트워크를 통해 데이터를 전송하려면 항상 모든 계층을 거쳐야 가능

TCP/IP Model

-데이터 전송 과정으로 4개의 계층으로 단순화한 모델
-사실상 인터넷 표준

• OSI 모델 = 이상적 설계
• TCP/IP 모델 = 실용적 구현

TCP/IP Model 캡슐화

-데이터를 송신하는 컴퓨터는 4계층부터 순서대로 각 계층의 역할 수행
->Encapsulation

-데이터를 수신하는 컴퓨터는 1계층부터 순서대로 각 계층의 역할 수행
->Decapsulation

-각 계층이 역할을 수행할 때마다 게층이 요구하는 동일한 프로토콜을 따르기 때문에 데이터 통신이 가능

TCP/IP Model 계층의 역할 구분

-응용 계층이 웹서비스, 이메일, 파일전송 등과 같은 서비스의 내용을 결정하는 유일한 계층
  -> 응용프로그램 결정

-데이터 전송은 나머지 3개의 하위 계층 담당

-즉, 애플리케이션 계층은 사용자에게 편리한 서비스를 제공하기 위한 것, 하위 계층은 안정적인 데이터 전송을 책임

TCP/IP Model 계층 주소

-데이터를 전송할 때, 각 계층마다 Encapsulation 과정이 진행

• Encapsulation 과정에서 각 계층의 헤더를 붙임
• 하위 3계층의 각 헤더에는 데이터를 전송할 때 프로토콜이 사용하는 주소를 포함
  • 전송 계층: 포트 번호
    -수신지 컴퓨터에 도착한 데이터를 적절한 애플리케이션에 배분
  • 네트워크 계층: IP 주소(논리 주소)
    -서로 다른 네트워크에 있는 컴퓨터 간에 데이터 전송
  • 데이터링크 계층: MAC 주소(물리 주소)
    -같은 네트워크 안에서 인접한 물리적 장비 간의 데이터 전송

데이터 링크 계층 주소 - MAC주소

-Mac 주소는 NIC장비가 갖고 있음 -> 미리 설정된 고유 주소로 변경 불가능

L2 주소통신 장비 -> Switch

-LAN 통신 환경을 만드는 스위치가 네트워크 인터페이스 계층의 역할을 수행하는 대표적인 네트워크 장비
   LAN 통신 환경: L2(MAC addres) 통신 -> Switch

• 같은 네트워크 안에서 직접 연결된 물리적 장비 간에 데이터를 전송

-48bit(6bytes)로 구성되고 16진수 표기법을 사용
  16진수:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F,10(17)...

• 앞 3bytes: LAN 카드 제조 업체를 나타내는 예약된 주소
• 뒤 3bytes: LAN 카드 제품 일련번호

같은 LAN 안에서는 MAC 주소로 통신!!
But 다른 LAN 끼리의 통신에서는 MAC주소로 통신 불가능!!

네트워크 계층 주소 - IP주소

-인터넷 계층(Layer 3) 주소로 IP헤더에 포함 돼 컴퓨터를 식별
-32bit(4bytes)로 구성되고 0부터 4,294,967,296까지 제공

• 예약된 주소, 설정 불가능 주소, 사설 주소 존재
• 논리적 주소로 설정 및 변경 가능

-네트워크와 네트워크를 연결해 직접 연결되지 않은 컴퓨터 간에 데이터 통신 구현

• 라우터는 인터넷 계층 네트워크 연결을 하고 데이터를 전송하는 역할을 수행하는 대표적인 네트워크 장비

전송 계층 주소 - 포트번호

-전송 계층(Layer 4) 주소로 TCP, UDP 헤더에 포함돼 수신 컴퓨터에 도착한 데이터를 애플리케이션에 분배
-16bit(2bytes)로 구성되고 0부터 65535까지 제공

• 0~1023: 네트워크 서비스용으로 미리 예약된 Well-known 포트번호

-포트 번호는 클라이언트와 서버간 애플리케이션 서비스를 구분할 때 사용

• 즉, 수신 컴퓨터에 있는 특정 애플리케이션을 데이터 수신지로 지정

프로토콜과 네트워크 아키텍쳐(=네트워크 계층 모델)

-네트워크 아키텍쳐에서 각 계층의 고유한 기능을 정의해 놓은 것이 프로토콜

• 프로토콜: 네트워크에서 데이터를 주고받기 위해 지켜야 할 규칙
• 무엇을, 언제, 어떻게 전송할 것인지를 미리 정해놓은 약속
• 따라서 각 계층은 기능마다 고유한 프로토콜이 존재하고, 프로토콜에 정의된 기능을 수행하면서 제 역할을 하게 되는 것
• 즉, 네트워크 아키텍쳐는 결국 프로토콜의 집합 -> TCP/IP, OSI7
• 눈에 보이지 않는 데이터의 이동 과정을 세부적인 단계로 모듈화하여 단계마다 필요한 기능을 프로토콜로 정의하고, 각 단계를 데이터의 이동 순서에 따라 계층화시킨 것이 네트워크 아키텍쳐 -> 게층모델, 참조모델