컴퓨터 네트워크 시작하기

혼공스터디 12기로 활동하며 공부한 내용을 요약, 정리 합니다.

 

1. 컴퓨터 네트워크를 알아야 하는 이유

• 컴퓨터 네트워크: 노트북, 스마트 폰 등 여러 장치가 서로 연결되어 정보를 주고받을 수 있는 통신망
• 인터넷: 여러 네트워크를 연결한 네트워크 네트워크 지식은 프로그램을 만들고 유지보수하는데 도움이 된다

2. 네트워크 거시적으로 살펴보기

네트워크는 노드와 간선으로 이루어진 그래프의 형태를 띠고 있다

1. 노드: 정보를 주고받을 수 있는 장치
2. 간선: 정보를 주고받을 수 있는 유무선의 통신 매체
3. 메세지: 노드 간 주고받는 정보

• 호스트: 정보를 처음 만들어서 보내거나 최종적으로 전달 받는 장치, 그래프 형태에서 가장자리 노드에 해당한다(end system). 요청을 보내거나 응답하는 역할에 따라 클라이언트, 서버로 부르기도 한다.
• 네트워크 장비(중간 노드): 호스트 간 주고받을 정보가 중간에 거치게 되는 노드(이더넷 허브, 스위치, 라우터, 공유기 등)
• 통신 매체: 호스트와 네트워크 장비를 연결하는 유무선 매체
• 메시지: 노드가 통신 매체를 통해 주고받는 정보(웹 페이지, 파일, 메일 등)

범위에 따라 네트워크를 분류할 수 있다

1. LAN(Local Area Network): 가까운 지역을 연결한 근거리 통신망(가정, 기업, 학교 등 한정된 공간)
2. WAN(Wide Area Network): 먼 지역을 연결하는 광역 통신망, 다른 LAN에 속한 호스트와 통신할 때 WAN이 필요하다. 인터넷 서비스 업체(ISP; Internet Service Provider)를 통해 이용 가능하다

메시지 교환 방식에 따라 네트워크를 분류할 수 있다

1. 회선 교환 방식: 메시지를 주고받기 전에 전송 통로인 회선(circuit)을 설정하고, 이를 통한 연결을 확립한 뒤 메시지를 주고 받는다. 우선 연결 확보 후 통신하기 때문에 메시지를 일정하게 전송할 수 있다는 장점이 있으나, 특정 호스트 간 회선을 점유하는 동안 다른 호스트 간의 통신이 어려운 단점이 있다
2. 패킷 교환 방식: 메시지를 패킷이라는 단위로 쪼개어 전송한다. 회선 교환 방식과 달리 두 호스트가 하나의 전송 경로를 점유하지 않아 네트워크 이용 효율이 상대적으로 높다.

3. 네트워크 미시적으로 살펴보기

• 프로토콜: 노드 간에 정보를 올바르게 주고받기 위한 규칙, 방법
• 네트워크 참조 모델: 네트워크에서 통신중에 일어나는 여러 단계를 계층으로 나눠 표현한 것, 대표적으로 OSI 모델과 TCP/IP 모델이 있다.
  1. OSI 7계층 모델
     1. 물리 계층: 비트 신호(1과 0으로 표현되는 전기 신호)를 주고 받는 계층
     2. 데이터 링크 계층: 네트워크 내 주변 장치 간의 정보를 올바르게 주고받기 위한 계층
     3. 네트워크 계층: 메시지를 다른 네트워크에 속한 호스트에게 전달하는 계층(네트워크 간 통신)
     4. 전송 계층: 신뢰성, 안정성을 위한 기능을 수행하는 계층
     5. 세션 계층: 세션(호스트의 응용 프로그램 간 연결 상태)을 관리하기 위한 계층
     6. 표현 계층: 코드 번역, 압축, 암호화와 같은 작업을 수행하는 계층
     7. 응용 계층: 사용자가 이용하는 응용 프로그램과 맞닿아 있는 계층
  2. TCP/IP 모델
     1. 네트워크 엑세스 계층: OSI 모델의 데이터 링크 계층과 유사
     2. 인터넷 계층: OSI 모델에서의 네트워크 계층과 유사
     3. 전송 계층: OSI 모델에서의 전송 계층과 유사
     4. 응용 계층: OSI 모델에서의 세션, 표현, 응용 계층을 합친 것과 유사
• 캡슐화(encapsulation): 데이터 전송 과정에서 헤더 및 트레일러를 추가해 나가는 과정, 상위 계층에서 하위 계층으로 내려가며 정보가 덧붙여진다
• 역캡슐화(decapsulation): 캡슐화 과정에서 붙였던 헤더 및 트레일러를 떼어내는 과정

 

OSI 모델과 TCP/IP 모델