1-2. 네트워크 거시적으로 살펴보기
네트워크의 기본 구조
- 노드 : 정보를 주고 받을 수 있는 장치
- 간선 : 정보를 주고 받을 수 있는 유무선의 통신 매체
- 메시지 : 전달하는 정보
호스트
- 네트워크의 가장자리에 위치한 노드를 호스트라고 부른다.
- 호스트는 네트워크를 통해 흐르는 정보를 최초로 생성 및 송신하고, 수신함.
- 데스크 탑, 노트북, 스마트폰 등의 네트워크 기기가 노드에 속함
- 호스트는 네트워크상에서 서버, 클라이언트의 역할을 수행하기도 한다.
- 서버 : 서비스를 제공하는 호스트
- 클라이언트 : 서버에게 서비스를 요청하고 서버의 응답을 제공받는 호스트
네트워크 장비
- 네트워크 가장자리에 위치하지 않은 노드
- 호스트간 정보를 주고 받을 때 중간에 거치는 노드
- EX) 스위치, 라우터, 공유기 등등…
- 이러한 중간 노드들을 해당 책에서는 네트워크 장비라고 통칭함.
통신 매체
- 노드들을 연결하는 간선을 통신 매체라고 함.
- 유선으로 연결하는 유선 매체, 무선으로 연결하는 무선 매체가 있음.
메시지
- 통신 매체로 연결된 노드가 주고 받는 정보를 메시지라고 한다.
범위에 따른 네트워크 분류
LAN (Local Area Network)
- 가까운 지역을 연결한 근거리 통신망
- 가정, 기업, 학교처럼 한정된 공간에서의 네트워크
WAN (Wide Area Network)
- 멀리 떨어진 LAN들을 연결하는 네트워크가 WAN
- 같은 LAN에 속한 호스트끼리 메시지를 주고 받을 때는 WAN이 필요 없지만, 다른 LAN에 속한 호스트와 메시지를 주고 받을 때 WAN이 필요.
메시지 교환 방식에 따른 네트워크 분류
회선 교환 방식
- 메시지 전송을 위한 회선(전송로)를 설정하고, 해당 경로(회선)를 통해서만 메시지를 주고 받는 방식을 의미한다.
- 두 호스트 사이에 연결을 확보한 후에 메시지를 주고 받는 특성 덕분에 주어진 시간 동안 정보의 양이 비교적 일정
- 대표적인 예시로는 전화망이 있다.
- 누군가에게 전화를 걸면 수신자가 전화를 받기 전에 송신자와 수신자 사이에 연결이 설정되어야하고, 한 번 연결되면 설정된 전송로를 통해서만 통화가 가능
패킷 교환 방식
- 메시지를 패킷이라는 작은 단위로 쪼개어 전송하고, 전송된 패킷들은 수신지에서 재조립하는 네트워크 통신 방식
- 회선 교환 방식과 달리 메시지를 송수신하는 두 호스트가 하나의 전송 경로를 점유하지 않기에 네트워크 이용 효율이 높음.
- 패킷의 구성 요소
- 페이로드(Payload) : 패킷을 통해 전송하고자 하는 데이터
- 헤더(Header), 트레일러(Trailer) : 택배 상자에 붙이는 송장의 역할
1-3 네트워크 미시적으로 살펴보기
프로토콜
- 현대 인터넷은 대부분 패킷 교환 방식을 이용.
- 노드 간에 정보를 올바르게 주고받기 위해 합의된 규칙이나 방법을 프로토콜이라고 한다.
- 서로 다른 통신 장치들이 정보를 주고 받기 위해서는 동일한 프로토콜을 사용해야 한다.
- 모든 프로토콜에는 각자의 목적과 특징이 있음.
네트워크 참조 모델 (네트워크 계층 모델)
OSI 모델
- 국제표준화기구(ISO)에서 만든 네트워크 참조 모델로, 컴퓨터 네트워크 통신을 7개의 계층으로 나누어 설명
- 네트워크를 이론적으로 기술하고 이해할 때 자주 사용되는 모델
TCP/IP 모델
- 이론보다는 구현에 중점을 둔 네트워크 참조 모델
캡슐화와 역캡슐화
캡슐화 (Encapsulation)
- 아래 계층으로 내려오면서 상대편 동일 계층에서 읽어야할 정보를 붙여가면서 데이터를 만들어 나가는 과정을 의미.
- 즉, 한 단계 아래 계층은 바로 위의 계층으로부터 받은 패킷에 헤더 및 트레일러를 추가해 나가는 과정이다.
- 4계층의 Segement : Layer 4 Header + Data
- 3계층의 Packet : Layer 3 Header + Segment(Layer 4 Header + Data)
- 2계층의 Frame : Layer 2 Header + Packet(Layer 3 Header +Layer 4 Header + Data)
역캡슐화 (Decapsulation)
- 위 계층으로 올라가면서 각 계층에서 읽어야 하는 캡슐화된 정보 확인하고 제거하는 과정을 의미한다
- 물리 계층에서 전기신호나 광신호를 받으면 비트로 변환후 프레임으로 만들어 데이터링크에 전달
- 데이터링크 계층은 프레임에서 패킷을 꺼내 네트워크 계층으로 전달
- 네트워크 계층은 받은 패킷에서 세그먼트를 꺼내 전송계층에 전달
- 전송계층은 받은 세그먼트에서 데이터를 꺼내 애플리케이션에 전달함.
PDU (Protocol Data Unit)
- 각 계층에서 송수신되는 메시지의 단위
- 상위 계층에서 전달 받은 데이터에 현재 계층의 프로토콜 헤더를 추가하면 현재 계층의 PDU가 된다.
| OSI 계층 | PDU |
| 응용 계층 | 데이터(data) |
| 표현 계층 | |
| 세션 계층 | |
| 전송 계층 | 세그먼트 (segment, TCP 프로토콜이 사용된 경우) 데이터그램 (datagram, UDP 프로토콜이 사용된 경우) |
| 네트워크 계층 | 패킷 (packet) |
| 데이터 링크 계층 | 프레임 (frame) |
| 물리 계층 | 비트(bit) |