네트워크 수업 리마인드 - 1

확실히 알고 가기

TODO 스위치 - 허브 차이점 스위치의 기능

네트워크 개념 및 분류

IT에서 네트워크란 두개 이상의 노드(컴퓨터)를 연결하여 데이터를 교환하는 시스템을 의미합니다. 범위에 따라 LAN, WAN 등으로 나뉩니다. LAN은 근거리 네트워크를 의미하고, 주로 사무실, 가정 등 제한된 공간에서 네트워크로 연결됩니다.
물리적 거리가 짧고, 라우팅이 최소화되어 latency가 적습니다. WAN은 근거리 네트워크 2개 이상을 넓은 지역에 걸쳐 연결하는 것을 의미합니다.

네트워크 토폴로지

토폴로지란 네트워크 구성 방식 및 형태를 의미합니다. 라인형, 링형, 스타형, 버스형, 메시형, 트리형 등이 존재합니다. 개별 방식들 중 특징적인 부분만 알아보겠습니다.

링형

링형은 네트워크 구조를 의미하고, 토큰링은 링형 토폴로지에서 노큰을 이용한 매체 접근 방식이 적용된 것을 의미합니다. 토큰링은 토큰을 가진 노드만 데이터 전송이 가능합니다. 중간 노드 장애 시 네트워크 전체 장애로 이어집니다. 링형은 단순 물리적 구조이고 이더넷, FDDI 등 프로토콜을 사용할 수 있습니다.

FDDI 란 고속 랜기술로, 이중 링 구주와 토큰 패싱 방식을 사용한 프로토콜입니다.

스타형

중간 허브에 모든 노드가 연결된 중앙집중형 방식입니다. 흔히 공유기를 떠올리면 이해하기 쉽습니다. 허브를 통해 통신하므로 허브 장애 발생 시, 네트워크 망 전체 장애로 이어집니다. 개별 노드 장애 시에는 다른 노드들이 대체할 수 있습니다.

버스형

모선에 노드들이 연결된 형태입니다. 가격이 저렴하고 망구축이 간단한 장점이 있습니다. 하지만 모선 장애 발생 시, 망 전체 장애로 이어집니다. 노드 추가, 삭제가 쉽다.

메시형

하나 이상의 노드들이 연결된 형태입니다. 모든 노드를 연결한 형태를 특별히 ‘fully-connected’ 라고 부릅니다. 개별 노드 장애 시, 우회 전송 가능. 회선으로 통신할 수 있으므로 큰 장애가 발생하지 않습니다. 하지만 노드가 추가될 때마다 가격이 비싸지는 단점이 있습니다. 최대 n(n-1)/2연결 가능

트리형

중앙 집중형 방식이 아닌 여러개의 스타형 네트워크가 계층을 이루는 구조라고 생각하면 쉽습니다. 계층적 네트워크에 적합합니다. 자신의 상위 노드에서 장애가 발생하면, 하위 노드는 전부 장애가 발생합니다. 네트워크 확장이 용이한 장점이 있지만, 병목현상이 발생할 수 있습니다.

네트워크 토폴로지는 일반적으로 하나의 방식만 선택하지 않고, 스타형 + 메시형 등 혼합해서 사용합니다.

통신 방식

유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트, 애니캐스트 방식이 있습니다.

유니캐스트

서버와 클라이언트 간 1:1 통신 방식입니다. 자신의 MAC주소와 목적지 MAC주소가 동일한 경우 데이터를 수신하고, 일치하지 않으면 해당 프레임은 버려집니다.

멀티캐스트

그룹 내 여러 수신자에게 동시에 데이터를 전송하는 방식입니다. IPTV, 동영상 스트리밍 등에 이용되는 방식입니다.

브로드캐스트

1: All 같은 네트워크 구성한(LAN) 모든 노드에 데이터를 전송하는 방식입니다. 브로드 캐스트 주소는 FF-FF-FF-FF-FF-FF 로 미리 정해져 있습니다. 일시에 전송되어 네트워크 성능 저하가 발생할 수 있습니다.

애니캐스트

1:1 동일한 네트워크 상 최근거리 노드와 통신하는 방식입니다. DNS, CDN 서버에서 이용합니다.

네트워크 규칙

프로토콜이란 원활한 통신을 위해 정해둔 규칙 또는 약속을 의미합니다. 인터넷 통신을 위해 OSI 7 Layer, TCP/IP 라는 개념이 있습니다. OSI 7 Layer는 개념기반이며 실제 사용은 TCP/IP로 이루어집니다.

OSI 7 Layer vs. TCP/IP

계층	OSI 7 Layer	TCP/IP
7	Application
6	Presentation
5	Session	Application
4	Transport	Transport
3	Network	Network
2	Data Link
1	Psysical	Network Access

데이터를 주고 받을 때 송신자쪽에서 보낼 때 캡슐화가 일어지고 수신측에서 역캡슐화가 일어납니다. 캡슐화는 7계층부터 시작해 계층을 역으로 내려오면서 데이터에 헤더가 하나씩 추가되는 과정이고, 역캡슐화는 1계층부터 7계층 순으로 헤더를 제거하며 실제 데이터를 수신측에 보여주는 과정입니다.

계층별 프로토콜 데이터 단위 (PDU)

통신에서 데이터를 전송하는 단위를 의미합니다.

계층	OSI 7 Layer	단위
7	Application	Data
6	Presentation	Data
5	Session	Data
4	Transport	Segments
3	Network	Packets
2	Data Link	Frames
1	Physical	Bits

OSI 7 Layer - 1 물리 계층

프로토콜 데이터 단위는 비트이다. 이 계6층에서는 데이터를 물리적인 전기 신호로 바꾸는 과정이다. 장치로는 전선과 케이블이 있다.

케이블 종류 동축, UTP, FTP, STP??,

연선 방식 - 다이렉트, 크로스 오버, Auto-MDIX

장치: 허브, 리피터 허브는 브로드캐스트만 함. 수신한 것들을 모든 노드에 전송 리피터는 신호를 증폭시키는 역할, 거리가 멀어질수록 저항이 발생해 파동이 약해질 때 사용함

OSI 7 Layer - 2 데이터 링크 계층

프로토콜 데이터 단위는 프레임입니다.

역할 프레이밍 오류제어 흐름제어 주소할당 매체 접근 제어 장치: 브릿지, 스위치

브릿지는 랜을 확장할 때 사용하는 장비입니다. 현대에는 거의 쓰이지 않고 스위치가 역할을 대신합니다. 스위치는 네트워크 통신 장비의 하나로, 둘 이상의 디바이스가 통신하도록 하는 장비입니다. 스위치 역할은 아래와 같습니다. 1) MAC 주소 테이블: 포트와 맥주소를 매핑한 데이터를 가지고 있습니다. 2) 플러딩: 스위치 리부팅 후 MAC 주소 테이블에 정보를 기록합니다. 3) 어드레스 러닝: 출발지의 MAC 주소를 기억합니다. 4) 포워딩/필터링: 유효한 MAC 주소에 해당하는 포트로 프레임을 전달하고, 그렇지 못한 프레임을 ㄹ