네트워크의 의미
네트워크란?
: 여러 장치들이 전송 매체를 통해 연결되어 멀리 떨어져 있어도 필요한 정보를 교환할 수 있도록 구성된 시스템
*노드 : 정보를 교환하기 위해 연결되어 있는 장치
*링크 : 노드들을 서로 연결하는 회선
*데이터 : 장치들 간에 교환이 이루어지는 정보
네트워크의 분류
- PAN : Personal Area Network, 개인이 전용으로 사용하는 장치 ( USB, 블루투스 등) 들을 연결하는 규모의 네트워크
- LAN : Local Area Network, 한정된 공간 및 건물 정도 규모의 네트워크, 일반적인 네트워크 토폴로지에서 라우터 이전까지의 범위
- WAN : Wide Area Network, 지역 및 국가 정도 규모의 네트워크, 여러 LAN 을 연결하여 구축, 일반적인 네트워크 토폴로지에서 라우터 이후부터의 범위
프로토콜의 의미
프로토콜이란?
: 네트워크에 속한 장치들 간 데이터 통신을 진행하기 위해 지켜야 할 규칙 및 절차를 미리 정의해둔 것
여러 종류가 존재하며 하나의 데이터를 전송하는 경우에도 다양한 프로토콜이 적용
TCP/IP 5계층
: Transfer Control Protocol / Internet Protocol
네트워크 상에서 이루어지는 데이터 통신을 5단계로 구분지어 정의한 계층 구조
각 계층은 독립적인 역할을 담당하며 역할 수행을 위한 프로토콜이 각 계층별로 정의됨
제 5계층 - 응용 계층 (Application Layer)
사용자와 컴퓨터 간의 상호작용 (= 인터페이스) 를 담당
주요 프로토콜 : HTTP, DNS ...
제 4계층 - 전송 계층 (Transport Layer)
데이터 분할 및 재조립, 데이터 통신의 흐름 및 오류 제어 등을 담당
포트 번호를 관리하며 데이터를 처리해야 하는 프로그램을 확인
주요 프로토콜 : TCP, UDP ...
제 3계층 - 네트워크 계층 (Network Layer)
데이터 패킷을 목적지까지 전달하기 위한 경로 선택과 패킷 전달을 담당
IP 주소를 관리하며 데이터가 전달되는 종단 장치를 확인
주요 프로토콜 : ICMP, ARP ...
제 2계층 - 데이터링크 계층 (Datalink Layer)
장치 간의 데이터 전송 순서 결정, 데이터의 오류 검출 및 정정 등을 담당
MAC 주소를 관리하며 데이터가 전달되는 중간 장치를 확인
주요 프로토콜 : Ethernet, PPP ...
제 1계층 - 물리 계층 (Physical Layer)
장치 간의 물리적인 연결 방법, 사용할 전송 매체의 종류, 변환 방식 등 데이터 통신의 물리적 / 기계적 / 전기적 측면을 담당
프로토콜을 직접적으로 사용하지 않음
캡슐화 / 탈캡슐화
캡슐화 (Encapsulation)
: 데이터를 하위 계층으로 전달하며 헤더를 덧붙이는 작업
탈캡슐화 (Decapsulation)
: 데이터를 상위 계층으로 전달하며 헤더를 제거하는 작업
헤더 (Header)
: 목적지 주소와 출발지 주소, 에러체크 등 필요한 정보
*헤더와 데이터 중 데이터에 해당하는 부분을 페이로드 (Payload) 라고 함
계층별 PDU 명칭
PDU (Protocol Data Unit)
: 각 계층에서 처리하는 데이터 단위
응용 계층 (Application Layer)
: 메시지 (Message) - 태초의 데이터로 헤더 없이 페이로드만 존재
전송 계층 (Transport Layer)
: 세그먼트 (Segment) - 전송계층 헤더 + 메시지
네트워크 계층 (Network Layer)
: 패킷 (Packet) or 데이터그램 (Datagram) - 네트워크 계층 헤더 + 세그먼트
데이터링크 계층 (Datalink Layer)
: 프레임 (Frame) - 데이터링크 계층 헤더 + 패킷 + 데이터링크 계층 트레일러
*데이터링크 계층에서만 페이로드 뒷부분에 트레일러 (Trailer) 라는 것을 덧붙임
물리 계층 (Physical Layer)
: 물리 계층에서는 주기적으로 캡슐화를 진행하지 않음
완성된 데이터 신호 0과 1의 비트열을 전기적 신호로 변환
네트워크 장비
스위치
- 데이터링크 계층 (제 2계층) 에서 동작하는 장비
- MAC 주소를 확인해 목적지로 향하는 적절한 포트로 전송하는 장비
- 데이터를 수신할 때마다 MAC 테이블에 MAC 주소와 포트 정보를 저장
스위치의 기능들
- 플러딩 (Flooding) : 데이터를 모든 포트로 내보내는 기능, 수신한 데이터의 MAC 주소 정보가 MAC 테이블에 없을 때 수행
- 포워딩 (Forwarding) : 데이터를 특정 포트로 내보내는 기능, 수신한 데이터의 MAC 주소 정보가 MAC 테이블에 있을 때 수행
- 필티링 (Filtering) : 포워딩이 수행되는 포트 외의 나버지 포트로는 데이터를 내보내지 않고 차단하는 기능
라우터
- 네트워크 계층 (제 3계층) 에서 동작하는 장비
- IP 주소를 확인해 목적지 네트워크로 향하는 최적의 포트로 전송하는 장비
- 라우팅 테이블에 저장된 정보에 따라 최적 경로로 데이터를 전송
게이트웨이 (Gateway)
: 한 네트워크에서 다른 네트워크로 나가는 출입문 역할을 하는 장치
일반적으로 네트워크의 가장 바깥쪽에 위치한 라우터 (= 기본 게이트웨이)
NAT (Network Address Translation)
: 공인 IP 와 사설 IP 를 나눠주는 기능
IPv4 체계의 주소 부족 문제를 해결하기 위함
DHCP (Dynamic Host ConfigurationProtocol)
: 네트워크 내부 컴퓨터에 자동으로 DNS, IP, 게이트웨이 주소를 할당해주는 기능
효율성이 높고 자동으로 할당되기 때문에 IP 충돌 방지 가능
