앞서 네트워크를 배워야 하는 이유를 자세히 알아봤으니 이번엔 네트워크에 대한 기본적인 지식들을 정리해보겠다.
1. 네트워크란 무엇인지(정의, 구성요소)
2. 네트워크 분류
3. 네트워크 토폴로지
4. OSI 7 layer (OSI 7계층 모델)
[1] 네트워크의 정의
네트워크는 가장 단순히 표현하면 2대의 pc가 하나의 케이블로 연결된 형태를 의미한다.
이를 일반적으로 설명하면 '통신 매체를 통해 연결된 노드들의 집합'이라고 한다.
-통신 매체 : 유선 케이블 / 무선
-노드 : 네트워크 환경에서의 시스템을 구분할 수 있는 구분자(=Address, 주소)를 가지고 있는 시스템
그렇다면 서로 다른 통신 매체간의 네트워크를 연결하는 이유가 무엇일까?
바로 데이터 혹은 서비스를 공유하기 위해서다.
또한, 네트워크는 1:1 로도 연결이 가능하지만, 1:다수로도 연결이 가능하고 이를 'expension, 확장' 이라고 표현한다.
네트워크 통신망이 확장되면 공유받는 데이터의 양이 많아지는데, 이를 'traffic' 이 많아진다고 표현한다.
데이터 전송이 무작정 많아지기만 한다면 엉망이 될테니 그걸 정리해 줄 규정이나 규약을 'protocol' 이라고 부른다.
[2] 네트워크의 분류
| 기준 | 네트워크 | |||
| 소유 | LAN | WAN | ||
| 데이터 전송 방식 | Unicast | Broadcast | Multicast | |
기준 1. 해당 네트워크의 소유자가 누구인가?
- 개인이나 기업이 소유한 경우 = LAN(Local Area Network)
- SP(Service Provider)가 소유한 경우 = WAN(Wide Area Network)
기준 2. 데이터 전송 방식이 어떻게 다른가?
먼저, 데이터나 서비스를 보내는 쪽의 주소를 Source Address 라고 하고, 받는 쪽의 주소를 Destination Address라고 한다.
Destination Address에는 3종류의 주소가 올 수 있는데 셋 중 누가 오느냐에 따라 그 데이터의 종류가 정해지고, 데이터의 종류에 따라 데이터를 전송하는 방식이 달라진다.
- Unicast Address : 받는 주소가 A, B 처럼 하나로 정해져 있음 = 정확한 목적지를 가지고 통신
- Broadcast Address : 받는 주소가 ALL = 목적지를 가지지 않고 통신
- Multicast Address : 받는 주소가 특정 그룹 = 일대다 통신
목적지가 Unicast Address 인 경우에는 시스템 부하(=Traffic)은 줄어들고, 네트워크 부하가 늘어난다.
목적지가 Broadcast Address 인 경우에는 시스템 부하는 늘어나고, 네트워크 부하는 줄어든다.
목적지가 Multicast Address 인 경우에는 시스템 부하는 줄어들고, 네트워크 부하도 줄어든다.
+ Multicast가 가장 효율적으로 보이지만 실제로는 인터넷 망을 넘을 수 없다는 치명적인 단점이 있음
+ 현실적으로는 Broadcast 기반의 Unicast 를 사용하는데, 이것도 결국은 Unicast라서 네트워크 부하가 쌓이는 건 막을 수 없음
[3] 네트워크 토폴로지
'정보 전송을 목적으로 하는 단말기와 전송 장비들이 전송 선로를 통하여 연결된 모양'을 말하며, 쉽게 말하자면 네트워크의 구조를 나타내는 개념이다. 참고로 물리적 연결 방식뿐만 아니라 데이터 흐름을 설명하는 논리적 토폴로지도 포함된다.
- 버스형 토폴로지(Bus Topology) : 모든 노드가 하나의 중앙 통신 회선을 통해 연결됨
- 스타형 토폴로지(Star Topology) : 모든 노드가 중앙에 위치한 허브 또는 스위치에 개별적으로 연결됨
- 링형 토폴로지(Ring Topology) : 각 노드가 양쪽 노드와 연결되어 하나의 순환 고리를 형성함
- 계층적 스타형 토폴로지(Tiered Star Topology) : 다수의 스타형 토폴로지를 계층적으로 연결한 구조
- 풀 매쉬 토폴로지(Full Mesh Topology) : 네트워크 내의 모든 노드가 서로 직접 연결된 구조
[4] OSI 7 Layer (Open System Interconnection 7계층)
-'국제표준화기구(ISO)가 서로 다른 시스템 간 원활한 정보 교환을 위해 제안한 7단계의 계층형 프로토콜 표준'으로 기본적인 하드웨어 또는 소프트웨어의 변경 없이 개방 통신을 가능하게 하는 것을 목표로 한다.
| 계층 | 이름 | 역할 | 기능 |
| 7계층 | Application(사용자 인터페이스) | 사용자가 이용할 네트워크 서비스들을 정의 | 이메일, 웹, 파일 전송 등 다양한 네트워크 서비스 제공 |
| 6계층 | Presentation(데이터 형태 결정) | 데이터 형식 변환과 암호화 | 인코딩/디코딩, 암호화 처리 |
| 5계층 | Session(양단간 서비스) | 프로그램 사이의 연결 상황(Session) 설정, 관리, 해제 | 연결 성정 및 유지 관리, 동기화, 세션 복구 기능 제공 |
| 4계층 | Transport(양단간 연결) | 양 호스트(Server & Client)간의 전송 제어 및 데이터 전송의 신뢰성 확보 | 정보 흐름의 오류 확인과 복구를 통한 신뢰성 제공 |
| 3계층 | Network(네트워크간 연결) | 호스트간의 경로선택과 연결성 제공 | IP 주소를 사용해 목적지까지의 경로를 지정(Router 활용) |
| 2계층 | Data Link(논리적인 연결) | 전송을 위한 데이터의 형식을 결정하고 매체 접근 방법(MAC)의 제어 | MAC 주소를 통해 장치를 식별하고 Switch(스위치)를 활용해 오류를 감지 |
| 1계층 | Physical(물리적인 연결) | 물리적 연결 | 케이블, 허브 등을 통해 데이터 전송 |
*OSI 7 Layer 에서 꼭 챙겨야 하는 개념!!!
-2계층에서 MAC 주소와 CSMA/CD의 관계
- MAC (Media Access Control) :
- 여러 장치가 동일한 전송 매체(예시: 이더넷 케이블)를 공유할 때, 누가 언제 데이터를 전송할지 관리하는 역할
- 각각의 장치를 식별하기 위해 고유한 MAC 주소를 사용함
- CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
- 동시에 여러 장치가 데이터를 전송하려 할 때 발생하는 충돌을 감지하고 해결하는 방법
- CSMA 는 장치가 데이터를 전송하기 전에 전송 매체가 현재 사용 중인지 확인함
- CD는 전송 중 충돌이 발생했을 때, 충돌을 감지하고 각 장치가 전송을 멈추고 임의의 시간을 기다린 후 다시 전송을 시도함
- 즉, MAC은 네트워크의 데이터 링크 계층에서 매체 접근을 관리하는 역할을 하고, CSMA/CD는 MAC 계층에서 매체 접근을 제어할 때 충돌을 관리하는 구체적인 방법이다.
-3계층에서 Local과 Remote 개념의 구분 및 이를 활용한 라우팅(Routing)과 최적 경로 결정
- 로컬(Local) : 같은 네트워크 내에 있는 경우
- 로컬 네트워크에 있을 경우 라우팅이 필요 없이 직접 통신이 가능하므로 스위치 또는 MAC 주소를 사용해 목적지에 전달됨
- 원격(Remote) : 다른 네트워크에 있는 경우
- 라우터가 패킷을 전달해 줄 경로를 찾고 라우팅*을 수행해야함
- 라우팅 테이블**을 참고해 패킷을 올바른 방향으로 보내는 최적 경로(Best Path)를 결정함
- *라우팅(Routing) : 패킷이 출발지에서 목적지까지 도달할 수 있도록 가장 효율적인 경로를 찾고, 패킷을 전송하는 작업
- **라우팅 테이블(Routing Table) : 라우터나 컴퓨터가 네트워크 패킷을 효율적으로 전송할 경로를 결정하기 위해 사용하는 데이터베이스
-캡슐화와 역캡슐화
- 캡슐화(Encapsulation) : 데이터가 송신지에서 전송될 때 각 계층에서 필요한 프로토콜 헤더와 정보를 추가하여 전송 준비를 완료하는 과정으로, 상위 계층에서 하위 계층으로 내려가면서 이루어지며 최종적으로 물리 계층(1계층)에서 전송 가능한 형태로 변환됨
- Application (7~5계층) : 데이터를 생성하여 각 계층에서 필요한 포맷팅이나 인코딩을 수행하고 데이터를 전달함
- Transport (4계층) : 데이터에 전송 제어 정보를 추가함(예시 : TCP/UDP 헤더가 추가됨)
- Network (3계층) : 목적지 IP 주소와 같은 네트워크 주소 정보를 추가해 패킷(Packet)을 생성함
- Data Link (2계층) : MAC 주소와 같은 물리적 네트워크 주소 정보를 포함해 프레임(Frame)을 생성함
- Physical (1계층) : 데이터가 전기 신호(Bits) 같은 물리적인 형태로 변환되어 전송됨
- 역캡슐화(De-encapsulation) : 데이터가 수신지에서 전달될 때 캡슐화 과정의 역순으로 각 계층에서 헤더 정보를 해석하고 제거해 원래의 데이터를 추출하는 과정
'(SK쉴더스)AI 활용한 클라우드 & 보안 전문가 양성 캠프' 카테고리의 다른 글
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