[네트워크] 데이터 통신과 컴퓨터 네트워크 정리 - 1장

1장. 네트워크의 기초 용어와 기능

네트워크를 이해하기 위해선 용어를 먼저 알아야 한다.

 

 

1.  네트워크 관련 기초 용어

 

(1) 네트워크 기초 용어 -> 외형적으로 시스템과 전송 매체의 조합

1. 시스템 : 내부 규칙에 따라 능동적으로 동작하는 대상
2. 인터페이스 : 시스템과 시스템을 연결하기 위한 표준화된 접근 방법 (ex. USB)
3. 전송 매체 : 인터페이스를 연동해 데이터를 전달 (ex. 동축케이블)
4. 프로토콜 : 상호 연동되는 시스템이 전송 매체를 통해 데이터를 교환할 때 따르는 표준화된 특정 규칙
5. 네트워크 : 여러 시스템이 프로토콜을 사용해 데이터를 주고받을 때를 하나의 단위로 통칭
6. 인터넷 : 전 세계의 모든 네트워크가 유기적으로 연결되어 동작하는 통합 네트워크. 데이터 전달 기능에 한해서는 공통으로 IP 프로토콜을 사용한다.
7. 표준화 : 서로 다른 시스템이 상호 연동해 동작하려면 표준화라는 연동 형식의 통일이 필요함.

 

 

(2) 시스템 기초 용어 -> 시스템은 전송 매체를 이용해 다양한 연동 형태로 구성할 수 있다.

• 시스템의 구분
  • 노드 : 데이터를 주고받을 수 있는 모든 시스템을 통칭
  • 호스트 : 컴퓨팅 기능이 있는 시스템, 사용자가 네트워크에 접속하는 창구 역할을 한다. 호스트는 다양한 서비스를 서로 주고받아 클라이언트나 서버로 고정되지 않음
  • 클라이언트 : 서비스를 이용하는 시스템 (상대적인 관점)
  • 서버 : 서비스를 제공하는 시스템, 일반적으로 클라이언트보다 먼저 실행 상태가 되어 클라이언트의 요청을 대기하고 서비스를 반복해서 제공 
• 클라이언트와 서버 -> 클라이언트와 서버는 상대적인 관계를 가진다

H1은 H2에 서비스 1을 요청한다. 서비스 1을 기준으로 H1은 클라이언트가 되고, H2는 서버가 된다.
H2는 H3에 서비스 2를 요청한다. 서비스 2를 기준으로 H2는 클라이언트가 되고, H3는 서버가 된다.

H2가 클라이언트가 될 수 있고, 서버도 될 수 있다. 결론적으로 클라이언트와 서버라는 용어는 상대적 위치에 따라 결정된다.

 

 

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2.  네트워크의 기능

네트워크는 다수의 시스템을 전송 매체로 연결해 구성한 시스템들의 집합체이다.

 

(1) 계층 모델

 1. 계층 모델

• OSI 7 계층 : 7개 계층으로 모듈화 된 통신 기능

물리 계층부터 차례로 각 1~7계층을 의미한다.

 

일반 사용자는 응용 계층을 통해 데이터의 송수신을 요청하며, 이 요청은 하위 계층에 순차적으로 전달되어 맨 아래에 있는 물리 계층을 통해  데이터 송수신을 요청하며, 물리 계층을 통해 상대 호스트에 전송된다. 
각 계층은 독립적인 고유 기능을 수행하고, 바로 위 계층에 서비스를 제공하는 형식으로 작동한다.

1. 물리 계층 : 호스트를 전송 매체와 연결하기 위한 인터페이스 규칙과 전송 매체의 특성을 다룸
2. 데이터 링크 계층 : 물리적 전송 오류를 감지하는 기능, 오류를 인지할 수 있도록 도와준다. (ex. 오류 제어)
3. 네트워크 계층 : 데이터가 올바른 경로를 선택할 수 있도록 지원하는 계층. 일반적으로 라우터가 수행함 (ex. 혼잡 제어)
4. 전송 계층 : 송신 프로세스와 수신 프로세스 간의 연결 기능을 제공, 프로세스 사이의 안전한 데이터 전송 지원.
5. 세션 계층 : 세션 연결을 지원
6. 표현 계층 : 정보를 교환하는 시스템이 표준화된 방법으로 데이터를 인식할 수 있도록 해 주고, 압축과 암호화를 다룸.
7. 응용 계층 : 다양한 네트워크 응용 환경을 지원.

 

• 프로토콜과 인터페이스

 

 

프로토콜은 각각의 계층은 정해진 방식과 절차에 따라 상대 계층과 통신하는 과정에 필요한 규칙을 말하고,
인터페이스는 상하위 계층 간에 존재하는 규칙을 말한다.

 

 

(2) 인터네트워킹

네트워크와 네트워크의 연결을 인터네트워킹이라 한다. 네트워크 수가 증가할수록 복잡도가 커진다. 라우터를 사용해 네트워크들을 연결한다.

1. 네트워크의 연결

 

독립적으로 운영되는 두 네트워크가 연동되어 정보를 교환하려면, 인터네트워킹 시스템이 필요하다. 인터네트워킹 시스템으로 연결된 두 네트워크는 물리적으로 같은 종류일 필요가 없다. 하지만, 양쪽 네트워크에 대하여 물리적이고 논리적인 인터페이스를 모두 지원해야 한다.

 

2. 게이트웨이 : 인터네트워킹 기능을 수행하는 시스템

• 리피터 : 물리 계층을 지원. 한쪽에서 입력된 신호를 물리적으로 증폭하여 다른 쪽으로 중개하는 역할
• 브리지 : 물리 계층에서 발생한 오류를 해결해줌
• 라우터 : 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층의 기능을 지원. 자신과 연결된 네트워크와 호스트들의 정보를 유지, 관리함. 특정 경로가 이용 가능한지, 어느 경로가 빠른지 판단

 

 

(3) 프로토콜

프로토콜은 통신 시스템이 데이터를 교환하기 위해 사용하는 통신 규칙이다.

•  데이터 단위

APDU	응용 계층에서 사용
PPDU	표현 계층에서 사용
SPDU	세션 계층에서 사용
TPDU	전송 계층에서 사용. TCP에서는 세그먼트라 부르고, UDP에서는 데이터그램이라 부른다.
NPDU	네트워크 계층에서 사용. 패킷이라고 부름
DPDU	데이터 링크 계층에서 사용. 프레임이라 부름

 

 

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3. 네트워크 주소의 표현

대상을 구별하는 구분자의 네 가지 특징

• 유일성 : 서로 다른 시스템이 같은 구분자를 갖지 않는 유일성이 보장되어야 한다
• 확장성 : 시스템은 시간이 흐르면서 이용자가 증가하므로 자연스럽게 규모가 확장된다. 구분자의 최대 한계를 올바르게 설정해야 함
• 편리성 : 시스템의 내부 처리 구조를 효율적으로 운용할 수 있도록 해야 함
• 정보의 함축 : 응용 환경에 적절히 대응할 수 있는 정보를 포함해야 한다.

 

 

(1) 주소와 이름

1. IP주소

IP주소는 IP 프로토콜이 호스트를 구분하기 위하여 사용하는 주소 체계이다. IP주소는 32비트의 이진 숫자로 구성되는데, 보통 8비트씩 네 부분으로 나누어 십진수로 표현한다.

 

2. 호스트 이름

인터넷에서 특정 호스트와 연결하기 위해 해당 호스트의 IP를 알아야 하지만, 숫자로 된 IP는 기억하기 힘들다. 그래서 의미 파악이 쉬운 문자로 된 호스트 이름을 사용한다. -> DNS(Domain Name System)를 이용해 이름과 주소 변환 기능을 이용해서 IP주소를 얻는다.

 

 

 

(2) 주소 정보의 관리

• 호스트 파일 : 특정 파일에 호스트 이름과 IP 주소의 조합을 기록, 관리하는 것이다. 한 줄에 하나의 호스트 정보가 기록되며, 일반 텍스트 문서 형식으로 보관된다.
• DNS : 주소와 이름 정보를 자동으로 유지하고 관리하는 분산 데이터베이스 시스템. 네임 서버라는 특정한 관리 호스트가 유지한다. 여러 네임 서버에 분산하여 관리하도록 설계되었다.
• MAC 주소 : 계층 2의 MAC 계층에서 사용하며, 일반적으로 LAN 카드에 내장되어 있다.
• IP 주소 : 네트워크 계층의 기능을 수행하는 IP 프로토콜에서 사용되며, IP 패킷이 지나가는 경로를 결정하는 라우팅의 기준이 된다.
• 포트 주소 : 전송 계층에서 사용하며, 호스트에서 실행되는 프로세스를 구분해준다. 

 

 

처음 수업 들을 때는 너무 복잡하고 머리 아프고 막연했는데, 정리하면서 공부해보니 조금씩 머리에 들어오는 것 같다. 다행이당