Network

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• 네트워크 탄생 배경
  • 한 대의 대형 컴퓨터에서 리소스를 짧은 단위로 나누어 여러 사용자가 이용하던 방식에서
  • 수많은 소형의 개인용 컴퓨터들을 병렬로 연결하기위해
  • 네트워크가 만들어지기 시작했다.

네트워크는 본질적으로 커뮤니케이션이고, 커뮤니케이션은 성질이 다른 여러 연결 요소를 묶어내는 규칙으로 만들어진다.

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0. 네트워크 시작

• TSS : Time Sharing System
  • 원격지에 있는 사용자는 TSS단말에서 대형 컴퓨터에 접속한 뒤 사용한다.

    대형 컴퓨터와 + TSS 단말기 두대로 구성된 가장 간단한 네트워크

  • 회선 교환 방식

ARPANET : Advanced Research Projects Agency NETwork )

• 데이터를 패킷이라 부르는 작은 단위로 잘라서
• 패킷 교환 방식이라는 전송 방식을 처음으로 사용했다.

회선 교환 방식과 패킷 교환 방식

데이터 전송 방식

• 회선 교환 방식
• 데이터를 교환하기 위해 1:1의 전송로를 만들과 교환을 마칠 때 까지 전송로를 계속 사용하는 방식
• 회선을 점유하는 방식으로 안정적인 통신 품질을 유지할 수 있다.
• 단, 데이터를 사용하지 않을 때도 회선이 연결되어있기 때문에 회선 이용 효율이 낮다.

회선 이용 효율을 높이기 위한 목적으로 패킷 교환 방식이 고안되었다.

• 패킷 교환 방식
  • 데이터를 패킷이라 부르는 작은 단위로 나누어 네트워크로 보낸다.
  • 이때, 데이터에 헤더 정보(수신 디바이스 정보, 데이터 중 몇 번째 인지 등 다양한 정보)를 붙여 패킷 교환 네트워크로 패킷을 보낸다.
  • 수신 컴퓨터에서 헤더의 정보를 보고 원 데이터로 복원한다.
  • 필요한 만큼만 회선을 사용할 수 있으며, 같은 회선으로 다른 사용자의 데이터도 전송할 수 있다.

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1. 통신을 위한 규칙, 프로토콜

• 패킷을 처리하기 위한 규칙을 프로토콜이라고 한다.
• 프로토콜이 통신에 필요한 기능별로 규정되어있기 때문에 PC 제조사나 OS가 달라도 유/무선에 관계없이 동일하게 패킷을 교환할 수 있다.

1-1. 프로토콜에 있는 정보

• 물리적 사양
  • LAN 케이블 소재
  • 커넷터 형태
  • 핀 배열

    NIC(Network Interface Card)는 프로토콜에 기반해 케이블이나 전파 등 전송 매체에 패킷을 보낸다.

• 송신 타켓 정보
• 패킷 정보
  • 어떤 정보인지 ( 몇 비트 )
  • 어떤 순서로 교환하는지
• 신뢰성 확립
• 보안 확보
  • 올바른 통신 상대인지 인증하고
  • 통신을 암호화하는 구조

1-2. 프로토콜로 정의된 통신 기능은 계층 구조로 이루어져있다.

• OSI 참조 모델
• TCP/IP 참조 모델

TCP/IP 참조 모델

• 애플리케이션 계층
  • 사용자에게 애플리케이션을 제공한다.

    HTTP, DNS, FTP, SSL/TLS, SNMP, NTP

• 트랜스포트 계층
  • 애플리케이션 식별 및 그에 대해 통신 제어한다.

    TCP, UDP

• 인터넷 계층
  • 다른 네트워크에 있는 단말과의 연결성을 확보한다.

    IP, ICMP, ARP

• 링크 계층
  • 같은 네트워크에 있는 단말과의 연결성을 확보한다.

OSI 계층 모델

• 애플리케이션 계층
• 프레젠테이션 계층
• 세션 계층
• 트랜스포트 계층
• 네트워크 계층
• 데이터링크 계층
• 물리 계층

2. PDU : Protocol Data Unit

계층에서 처리하는 한 덩어리의 데이터, 데이터 단위를 의미한다. PDU는 제어 정보를 포함한 헤더, 데이터 자체인 페이로드로 구성되어있다.

• 애플리케이션 계층 > 메시지
• 트랜스포트 계층 > 세그먼트(TCP), 데이터그램(UDP)
• 네트워크 계층 > 패킷
• 데이터링크 계층 > 프레임
• 물리 계층 > 비트

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3. 네트워크 기기

• 물리 계층
  • NIC , 리피터 , 리피터 허브 ,미디어 컨버터 , 액세스 포인트
  • 리피터 repeater는 전송 거리가 길 때, 파형을 한번 더 증폭해서 전송한다.
  • 리피터 허브 repeater hub는 전달받은 패킷의 복사본을 그대로 다른 모든 포트에 전송하는 기기이다.
  • 미디어 컨버터는 전기신호와 광신호를 교환하는 기기이다.
  • 액세스 포인트는 패킷을 변조/복조하는 기기로 무선/유선 사이의 다리 역할을 한다.
• 데이터 링크 계층
  • 브리지 , L2 스위치
• 네트워크 계층
  • 라우터, L3 스위치
• 트랜스포트 계층
  • 방화벽
• 애플리케이션 계층
  • 차세대 방화벽, WAF, 부하 분산 장치