[네트워크] 컴퓨터 네트워크와 기본 장치들

이 글은 '컴퓨터 네트워킹 - 하향식 접근' 도서를 학습하며 정리한 것입니다.

컴퓨터 네트워킹 하향식 접근

 

 

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컴퓨터 네트워크란 무엇인가?

 호스트 혹은 End System으로 구성된 네트워크를 의미한다. 컴퓨터 네트워크는 ‘인터넷’으로 이해할 수 있는데, 구성요소의 관점에서 본 인터넷과 분산 어플리케이션을 지원하기 위한 인프라의 관점으로 본 인터넷으로 구분할 수 있다.

 

 구성요소의 관점에서, 컴퓨터 네트워크는 다양한 시스템들로 구성되어있다. End point에서는 ‘통신 링크’와 ‘스위치’의 연결로 네트워크가 구성된다. 종단 시스템과 다른 종단 시스템이 이어지기 위해서는 ISP를 거쳐야 한다. ISP란 SKT, KT, LG U+와 같은 회사들을 지칭한다. 종단 시스템은 ISP가 제공하는 네트워크를 통해서 다른 종단 시스템과 연결된다. 어떤 주소로 가야될 지를 결정하기 위해 ‘라우터’ 장비가 사용된다. 라우터는 패킷을 전달받고, 어떤 경로로 전달해야지 패킷 헤더에 지칭된 목적지 IP로 갈 수 있는지 확인하고, 해당 경로로 패킷을 전달하는 역할을 수행한다.

 

 어플리케이션을 지원하는 인프라의 관점에서, 어플리케이션은 종단 시스템이 제공하는 소켓 인터페이스를 통해 데이터를 전달할 수 있다. 소켓 인터페이스란, 한 종단 시스템에서 다른 종단 시스템으로 데이터를 전송하기 위한 요구사항 혹은 방법을 제공하는 방식이다.

 

 

 

컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하는 방식

 종단 시스템의 호스트가 데이터를 전송하기 위해서, 소켓 인터페이스를 사용한다. 인터페이스에 명시된 방법으로 데이터를 전달하면, 데이터는 세그먼트 단위로 나눠지고, 세그먼트 헤더가 붙여진다. 이러한 형태를 ‘패킷’이라고 지칭한다. 컴퓨터 네트워크는 패킷 단위로 전송된다.

 

 

 

프로토콜이란

 프로토콜이란, 둘 이상의 통신 개체 간에 교환되는 메시지 포멧과 순서뿐 아니라, 메시지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의한 것이다. 간단하게 말해서, 둘 이상의 대상이 통신하기 위한 일종의 규약이라고 말할 수 있다.

 

 

 

캡슐화와 비캡슐화

 캡슐화란 어플리케이션 계층의 데이터에 각 계층의 PDU(Protocol Data Unit)을 붙이는 것을 말한다. 캡슐화를 통해 데이터는 보호하고, 각 계층의 프로토콜 동작을 위한 정보를 부여하는 것을 의미한다.

 비캡슐화란 캡슐 내부에 담겨진 데이터를 추출하기 위해 하위 계층에서 붙혀진 PDU 영역을 분리하는 것을 말한다. 비캡슐화를 통해 상위 계층은 하위 계층으로 붙어 받은 데이터에서 자신의 계층에서 사용하는 정보들을 얻어낼 수 있다.

 

네트워크 장치

NIC

 네트워크 인터페이스 카드(NIC)는 링크 계층을 지원하기 위한 장치이다. NIC는 물리적인 회선과 연결되어 데이터를 실제 통신하는 기능을 수행한다. 그러나, 개발자의 입장에서 NIC의 기능보다는 NIC가 MAC 주소를 가지고 있다는 것이 더 핵심적으로 알아야 할 사항인 것 같다. 각 NIC에는 MAC 주소라고 하는 고유한 식별자를 갖고 있다. 각각의 MAC 주소는 중복되지 않는 고유한 값을 갖고 있다. 그렇기 때문에 네트워크 상에서 통신이 가능한 것이다. (NIC를 제조하는 회사마다, 고유하게 할당된 MAC 주소 영역이 있어 중복되지 않는다고 한다.)

 

 윈도우에서는’getmac /v’ 혹은 ‘ipconfig’ 명령어를 통해 MAC 주소와 어떤 NIC를 사용하고 있는지 확인할 수 있다.

 

리피터

 리피터는 거리가 너무 멀어서 신호가 도달하지 못하는 경우를 위해, 신호를 증폭시켜주는 역할을 수행하는 장치를 말한다.

 

 

허브

 입력받은 신호를 허브에 연결된 포트로 뿌려주는 역할을 수행하는 장치이다. 다시 말하자면, 허브와 연결된 노드가 허브에게 데이터를 전송하면, 허브는 연결된 모든 노드에게 브로드캐스트하게 전송한다. 연결된 모든 노드들은 하나의 collision domain에 속하는 노드가 되기 때문에, 데이터 전송 시 충돌이 발생할 수 있다.

 

 

브리지 & 스위치

 브리지와 스위치가 하는 역할을 동일하다. 허브의 기능에, 여러 포트에 대해 collision domain을 나눠주는 기능을 추가한 것이다. 둘 간의 차이점은, 스위치는 VLAN(Virtual LAN)을 나눠주는 기능이 있는데, 이 기능을 통해 내부에 VLAN 수만큼의 독자적인 브리지를 갖고 있는 듯한 효과를 줄 수 있다는 점이다. 두 장치모두 L2 장비이지만, 현재 브리지는 사용하지 않고, 스위치를 사용한다.

 

 

 

참고자료

네트워킹 장비 비교