안녕하세요! 제이덥입니다. 이번 주부터 "혼자 공부하는 네트워크" 도서를 통해 네트워크에 대해 학습하고, 공부한 내용을 공유하려고 합니다. 각 주제별로 나누어 포스팅할 예정이며, 이번 섹션에서는 네트워크는 어떻게 구성되어있는지 거시적 관점에서 정리해보려고 합니다.
*이 도서는 제가 직접 구매하여 작성한 글이며, 혼공단 12기 활동의 일환으로 학습 내용을 공유하고자 합니다. 도서와 활동에 대한 자세한 내용은 아래 Reference에서 확인하실 수 있습니다.
1️⃣ 네트워크의 기본 구조
네트워크의 큰 구조- 네트워크는 그래프 형태의 자료구조를 가지고 있음.
- 그래프의 구성요소 :
- 노드(node) : 정점(vertex)를 말함
- 간선(edge) : 노드를 연결하는 선이며 링크(link)라고도 부름
- 그래프의 구성요소 :
- 네트워크의 구성
노드: 정보를 주고 받을 수 있는 장치 (호스트, 네트워크 장비)간선: 노드를 연결하는 선으로, 정보를 주고 받을 수 있는 유무선의 통신 매체를 말함메시지: 노드끼리 주고 받는 정보
- 호스트
- 정의 : 가장자리에 있는 노드로 정보를 최초로 생성 및 송신하고, 최종적으로 수신하는 노드
- 후보군 : 서버 컴퓨터, 개인 데스크톱, 노트북, 스마트폰 등 일상에서 사용하는 네트워크 기기
- 호스트는 네트워크의 가장자리에 자리 잡고 있다는 점에서 종단 시스템(end system)이라고보 부름
- 호스트의 역할
서버(server): 서비스를 제공하는 호스트- 파일 서버, 웹 서버, 메일 서버 등에 해당
클라이언트(client): 서비스를 요청(request)하고 응답(response)을 제공받는 호스트
- 정의 : 가장자리에 있는 노드로 정보를 최초로 생성 및 송신하고, 최종적으로 수신하는 노드
- 네트워크 장비
- 정의 : 호스트와 달리 가장자리에 위치하지 않는 노드로 정보가 중간에 거치는 노드를 말하며 중간 노드라고 부름
- 후보군 : 이더넷 허브, 라우터, 공유기
- 역할 : 수신지까지 안정적이고 안전하게 전송될 수 있도록 함
- 정의 : 호스트와 달리 가장자리에 위치하지 않는 노드로 정보가 중간에 거치는 노드를 말하며 중간 노드라고 부름
- 통신 매체
- 정의 : 노드를 연결하는 간선에 해당하는 매체
- 종류 : 유선 매체, 무선 매체
- 메시지
- 정의 : 연결된 노드가 주고 받는 정보
- 후보군 : 파일, 메일, 웹 페이지 등
- 정의 : 연결된 노드가 주고 받는 정보
- 네트워크는 그래프 형태의 자료구조를 가지고 있음.
2️⃣ 범위에 따른 네트워크 분류
- 가정부터 도시에 국가에 이르기까지 네트워크의 구성 범위는 다양함.
- 크기에 따라 크게 2가지(LAN, WAN), 세밀하게 나누면 CAN, WAN까지 포함하여 4가지 존재
LAN(Local Area Network)- 정의 : 가까운 지역을 연결한 근거리 통신망을 의미.
- 예) 가정, 기업, 학교처럼 한정된 공간
WAN(Wide Area Network)- 정의 : 먼지역을 연결하는 광역 통신망을 의미
- 멀리 떨어진 LAN을 연결할 수 있는 네트워크 ⇒ 인터넷
- 같은 LAN에 속한 호스트끼리 메시지를 주고받아야할 때는 인터넷 연결과 같은 WAN이 필요 없지만, 다른 LAN의 호스트와 메시지를 주고 받아야할 때 필요
- ISP(Internet Service Provider)라는 인터넷 업체가 구축하고 관리(SK, KT와 같은 기업)
- 조금더 세밀한 분류
CAN(Campus Area Network): 학교 또는 여러 회사의 여러 건물 단위로 연결되는 규모의 네트워크MAN(Metropolitan Area Network): 도시 또는 대도시 단위로 연결되는 규모의 네트워크
- 크기 비교 : WAN > MAN > CAN > LAN
3️⃣ 메시지 교환 방식에 따른 네트워크 분류
- 메시지 교환 방식에 따라
회선 교환 네트워식과패킷 교환 네트워크로 나뉩니다.
| 회선 교환 네트워크 | 패킷 교환 네트워크 | |
| 메시지 교환 방식 | 회선 교환 방식(circuit switching) | 패킷 교환 방식(packet switching) |
| 특징 | ✔️ 회선을 설정하고, 메시지를 주고 받는 방식 ✔️ 회선이 연결되었다 ↔ 두 호스트의 연결 경로를 설정하였다. ✔️ 회선 스위치 : 회선 교환 네트워크가 올바르게 작동하기 위한 회선을 적절하게 설정할 수 있도록 하는 역할 → 일대일 전송로를 확보하는 네트워크 장비 ✔️ 예시 ) 전화망 |
✔️ 패킷(packet) : 네트워크상에서 송수신되는 메시지의 단위 ✔️ 패킷의 크기 만큼 분할되어서 전달 ✔️ 패킷 스위치 : 패킷이 수신지까지 올바르게 도달할 수 있도록 최적의 경로를 결정하거나 패킷의 송수신지를 식별(라우터, 스위치) ✔️ 예시) 현대 대부분의 인터넷 |
| 장점 | ✔️ 주어진 시간 동안 정보의 양이 일정하다. | ✔️ 회선 교환 네트워크의 단점을 해결한 방식으로 전송로에 끊임없이 데이터를 보낼 수 있게 되어 회선 이용 효율이 높음. |
| 단점 | ✔️ 회선의 경로가 설정되면 해당 경로는 점유되어 있기 때문에 다른 호스트들은 해당 경로를 사용할 수 없다 → 점유하고 사용되지 않으면 메시지가 흐르지 않기 때문에 이용 효율이 낮아짐 | - |
패킷의 구성- 페이로드(payload) : 전송하고자 하는 데이터
- 헤더(header) : 패킷앞에 포함되는 정보로 부가 정보와 제어 정보를 포함한다.(주소 포함)
- 트레일러(trailer) 뒤에 추가되는 정보로 부가 정보와 제어 정보를 포함한다.
주소와 송수신지 유형에 따른 전송방식- 수신지를 하나 혹은 모든 호스트로 지정할 수 있음. 이에 따라 전송방식이 달라짐
- 유니캐스트(unicast) : 가장 일반적인 형태의 송수신 방식, 하나의 수신지에 메시지를 전송하는 방식으로 1대1로 메시지를 주고 받는 방식
- 멀티케스트(multicast) : 동일 그룹에 속한 호스트에만 전송하는 방식
- 애니 캐스트(anycast) : 네트워크 내의 동일 그룹에 속한 호스트 중 가장 가까운 호스트에게 전송하는 방
- 브로드 캐스트(broadcast) : 자신을 제외한 네트워크상의 모든 호스트에게 전송하는 방식
Reference :
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