1. 네트워크의 사전적 의미
- 모뎀이나 LAN, 케이블, 무선매체 등 통신설비를 갖춘 컴퓨터로 서로 연결하는 조직이나 체계, 통신망이다. 즉, 통신설비들로 두 대 이상의 컴퓨터를 서로 연결한 것을 말한다. 컴퓨터 두 대로 연결했든, 그 이상으로 연결햇든 간에 필요에 따라 여러 대를 서로 연결한 것이 바로 네트워크인 셈이다.
2. 네트워크 관련 기초 용어
시스템(System)
: 내부 규칙에 따라 능동적으로 동작하는 대상 ( 컴퓨터, 자동차 등 )
인터페이스(Interface)
: 시스템과 시스템을 연결하기 위한 표준화된 접근 방법 ( RS-232C, USB )
전송매체
: 시스템끼리 데이터를 전달하기 위한 물리적인 전송 수단 ( 케이블 )
프로토콜(Protocol)
: 전송 매체를 통해 데이터를 교환하기 위한 특정 규칙
네트워크(Network)
: 프로토콜을 사용하여 데이터를 교환하는 시스템의 집합을 통칭
인터넷(Internet)
: 저세계의 네트워크가 유기적으로 연결되어 동작하는 통합 네트워크 ( IP )
노드(Node)
: 인터넷에 연결된 시스템이 가장 일반적인 용어
호스트(Host)
: 컴퓨팅 기능이 있는 시스템
클라이언트(Client)
: 서비스를 요청하는 시스템
서버(Server)
: 서비스를 제공하는 시스템
* 클라이언트와 서버
3. 네트워크의 기능
* 계층모델
- OSI 7계층
7계층 Application Layer ( 응용계층 )
: 다양한 응용환경을 지원
6계층 Pressentation Layer ( 표현 계층 )
: 데이터의 표현 방법 ( 압축, 암호화 )
5계층 Session Layer ( 세션 계층 )
: 대화 개념을 지원하는 상위의 논리적 연결을 지원
4계층 Transport Layer ( 전송 계층 )
: 송수신 프로세스 사이의 연결 기능을 지원
3계층 Network Layer ( 네트워크 계층 )
: 올바른 전송 경로를 선택 ( 혼잡 제어 포함 )
2계층 Data-Link Layer ( 데이터 링크 계층 )
: 물리적 전송 오류를 해결 ( 오류 감지 / 재전송 기능 )
1계층 Physical Layer ( 물리 계층 )
: 물리적으로 데이터를 전송하는 역할을 수행
- 프로토콜과 인터페이스
* 프로토콜(Protocol)
: 서로 다른 호스트에 위치한 동일 계층끼리의 통신 규약
* 인터페이스(Interface)
: 같은 호스트에 위치한 상하위 계층 사이의 규칙
* 서비스(Service)
: 하위 계층이 상위 계층에 제공하는 인터페이스
- 인터네트워킹(Internetworking)
인터네트워킹은 그 말이 함유하는 뜻대로 하나 이상의 망을 상호 연결하는 것을 말한다.
* 게이트웨이(Gateway)
: 인터네트워킹 기능을 수행하는 시스템
- 리피터 : 물리 계층을 지원 ( 신호 증폭 )
- 브리지 : 물리 계층과 데이터 링크 계층을 지원
- 라우터 : 물리 계층과 데이터 링크 계층, 네트워크 계층을 지원
4. 네트워크 접속장치
LAN 카드
두 대 이상의 컴퓨터로 네트워크를 구성하려고 외부 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있게 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드를 말한다.
네트워크에 연결하는 물리적 장치에는 반드시 하나 이상의 LAN 카드가 있어야 한다.
전송매체에 접속하는 역할, 데이터의 입출력 및 송수신, 프로토콜의 처리 기능
각 LAN 카드는 48비트의 MAC 주소를 갖고 있다.
MAC 주소 중 앞의 24비트는 LAN 칩셋 제조사를 의미하는 고유 코드, 뒤 24비트는 제품의 일련번호와 같이 부여된다.
실제 네트워크 통신을 할 때 하드웨어가 사용하는 주소는 LAN 카드에 할당된 MAC 주소를 이용한다.
허브 ( HUB )
여러 대의 컴퓨터를 손쉽게 연결하는 장치
여러 개의 입력과 출력 포트가 있는 특수한 형태의 네트워크 장치
한 포트에서 수신된 신호들은 허브의 다른 모든 포트로 즉시 재전송되며, 모든 입력과 출력은 서로 연결되어 있어 여러 개의 노드가 똑같은 중계기를 공유할 수 있도록 해준다.
* 더미허브
단순히 컴퓨터와 컴퓨터간의 네트워크를 중계하는 역할을 한다.
네트워크의 전체 대역폭을 노드 수만큼 분할하여 사용하기 때문에 허브에 연결된 노드 수가 증가하면 네트워크의 속도가 떨어진다.
* 스위칭 허브
수신지 주소로 스위칭하는 기능이 있고, 노드들은 각각 점대점으로 접속시키기 때문에 네트워크의 효율이 훨씬 높다.
* 스태커블 허브
스택 접속 포트가 갖춰진 허브로, 허브와 허브 사이를 연결하여 용량을 확장할 수 있다.
중규모 이상의 네트워크를 구성할 때 이 허브를 여러 층으로 쌓아서 구성한다.
여러 대의 허브가 하나의 허브처럼 동작하기 때문에 전송소고의 차이가 적다.
* 인텔리전트 허브
신호의 조절과 변경 등 다양한 지능형 기능을 포함한 허브를 말한다.
스위치 ( Switch )
컴퓨터에 할당되는 대역폭을 극대화시켜주는 장치
허브와 동일한 방식으로 작동하지만 수신하는 데이터의 의도한 대상을 식별할 수 있으므로 데이터를 수신하기로 되어 있는 컴퓨터에만 해당 데이터를 보낸다. 또한 데이터를 동시에 송수신할 수 있으므로 허브보다 빠른 속도로 데이터를 보낼 수 있다.
허브와는 달리 근거리 통신망이 제공하는 대역폭을 컴퓨터로 모두 전송한다.
브리지 ( Bridge )
두 개 이상의 근거리 통신망을 연결하여 하나의 네트워크로 만들어 주는 장치로, 수신지 주소에 따라 특정 네트워크 트래픽만 통과시킬 수 있도록 설계된 특수한 형태의 네트워크 스위치이다.
근거리 통신망에서 하나의 장치가 데이터를 송신할 대 다른 장치도 데이터를 송신하면 충돌이 발생한다. 이처럼 네트워크에 노드 수가 늘어나면 충돌이 발생할 확률이 높고, 통신 속도도 떨어지는데 브리지를 이용하면 문제를 해결할 수 있다.
게이트웨이 ( Gateway )
종류가 다른 두 개 이상의 네트워크를 상호 접속하여 정보를 주고받을 수 있는 장치
브리지와 달리 서로 다른 프로토콜 통신망 간에도 프로토콜을 변환하여 정보를 주고받을 수 있다.
중계기 ( Repeater )
장거리로 전송하면 신호가 약해지거나 감쇠되는데, 중계기는 노드 사이의 케이블에서 신호를 증폭시켜 이 문제를 해결한다. 중계기는 신호를 증폭시키기만 할 뿐 데이터 내용은 변경하지 않으며, 근거리 통시남ㅇ을 구성하는 세그먼트들을 확장하거나 서로 연결하는 데 주로 사용한다.
라우터 ( Router )
서로 구조가 다른 망을 연결할 수 있어 근거리 통신망과 대도시 통신망, 광대역 통신망을 연결하는 데 사용한다.
IP 주소를 바탕으로 데이터가 수신지까지 갈 수 있는 경로를 검사하여 효율적인 경로를 선택하는 라우팅 기능도 수행한다.
라우팅은 라우팅 테이블이 결정하는데, 라우팅 테이블은 인터넷상에서 수신지의 주소를 토대로 경로상의 다음 주소를 결정한다.
논리적 주소에 따라 네트워크 트래픽의 방향을 지정하는 게이트웨이와 유사한 네트워크 장치이다.
라우터를 사용하면 서로 다른 네트워크 간에 데이터를 전송할 수 있다.
방화벽과 같은 1차적인 보안 기능을 제공하며, 비용은 허브나 스위치보다 비싸다.
5. 네트워크 접속형태
성형 ( Star )
가장 일반적인 네트워크 구성형태이다.
허브가 네트워크 중앙에 위치하여 다른 모든 노드를 연결한다.
모든 노드가 중앙의 허브에 연결되어 통신하므로 통신망의 처리 능력과 신뢰성은 허브가 좌우한다.
하나의 케이블은 허브 같은 중앙의 네트워크 장치하고만 연결하므로, 배선 문제는 단지 해당 노드에만 영향을 줄 뿐 네트워크에는 영향을 미치지 않는다.
- 장점
> 각 장치는 다른 장치와 연결하는 링크 한개와 I/O 포트 한개만 필요하므로 설치비용이 저렴하고, 중앙 집중적인 구조라 유지보수나 확장이 용이하다.
> 링크 하나가 끊어져 작동하지 않을 때 해당 링크만 영향을 받고 다른 링크들은 영향을 받지 않는다.
- 단점
> 중앙에 있는 전송제어장치에 장애가 있으면 네트워크 전체가 동작할 수 없고, 통신량이 많으면 전송이 지연된다.
> 각 노드가 중앙 허브와 연결되어 있어야 하기 때문에 일부 다른 접속형태보다 많은 케이블을 연결해야 한다.
> 최초로 설치할 때 케이블 링에 소요되는 비용과 노력이 크다.
버스형 ( Bus )
모든 네트워크 노드 및 주변장치가 파이프 등 일자형의 케이블에 연결되어 있는 형태
모든 노드는 하나의 케이블에 연결되어 있고, 케이블의 시작과 끝에는 터미네이터라는 장치를 붙여 신호가 케이블로 되돌아오는 것을 막아준다.
버스형에서는 케이블에 연결되어 있는 하나의 노드가 전송을 하면 그것이 브로드캐스트 되어 다른 모든 노드가 수신할 수 있다.
- 장점
> 설치가 간단하고 케이블 비용이 적게 든다. 또한 장비를 추가하기 쉽고, 고장이 나도 전체 네트워크에 영향을 미치지 않는다.
> 중추 케이블을 가장 효과적으로 설치할 수 있고, 다양한 길이의 유도선으로 노드를 연결할 수 있기에 성형이나 트리형 접속 형태보다 사용하는 케이블양이 적다.
- 단점
> 장비 수가 많아지면 네트워크 성능이 저하되고, 중앙 케이블이 고장 나면 네트워크 전체가 동작하지 않는다.
> 버스 케이블에 결함이나 파손이 생기면 모든 전송을 중단하고, 끊어진 한쪽 지역에 있는 장치 간에 전송도 할 수 없다.
> 재구성이나 결합 및 분리가 어렵다.
> 베이스밴드 전송 방식에서는 케이블 거리가 멀어지면 신호가 점점 약해지기 때문에 중계기를 사용해야 한다.
> 한 노드에서 데이터를 전송할 때 다른 노드에서 이미 데이터를 전송하고 있으면 충돌이 발생하므로 나중에 다시 전송해야 한다.
트리형 ( Tree )
성형의 변형으로, 중앙에 있는 전송제어장치에 모든 장비를 연결한 것이 아니라 트리 형태의 노드에 전송제어장치를 두어 노드들을 연결하는 형태
상위 계층의 노드가 하위 노드들을 직접 제어하는 계층적인 네트워크에 적합
- 장점
> 제어가 간단하여 관리나 네트워크 확장이 쉽다.
> 중앙에 있는 하나의 전송제어장치에 더 많은 장비를 연결할 수 있어 각 장비 간의 데이터 전송거리를 늘릴 수 있다.
> 여러 컴퓨터를 분리하거나 우선순위를 부여할 수 있다.
- 단점
> 중앙에 트래픽이 집중되어 병목현상이 발생할 수 있고, 중앙의 전송제어장치가 다운되면 전체 네트워크에 장애가 발생한다.
링형 ( Ring )
노드가 링에 순차적으로 연결된 형태로, 모든 컴퓨터를 하나의 링으로 연결한다.
각 노드들은 인접한 노드 두 개하고만 연결되며, 전체 네트워크는 하나의 원을 형성한다.
한 방향으로만 데이터를 전송할 수 있는 단순 링형과 양방향으로 전송할 수 있는 이중 링형이 있다.
- 장점
> 구조가 단순하여 설치와 재구성이 쉽고, 장애가 발생해도 복구시간이 빠르다.
> 각 장치는 바로 이웃하는 장치에만 연결되어 있고, 장치를 추가하거나 삭제할 때는 단지 연결선 두개만 움직이면 된다.
> 보통 신호는 항상 순환되므로 한 장치가 특정한 시간 내에 신호를 받지 못하면 경보를 낼 수 있다.
> 성형보다 케이블 비용을 많이 줄일 수 있다.
- 단점
> 링을 제어하는 절차가 복잡하고, 새로운 장비를 연결하려면 링을 절단한 후 장비를 추가해야 한다.
> 단순 링형에서는 링에 결함이 생기면 전체 네트워크를 사용할 수 없다.
그물형 ( Mesh Topology )
중앙에 제어하는 노드 없이 모든 노드가 상호 간에 전용의 점대점 형태로 연결되는 형태
전용이라는 것은 연결된 두 장치 간에 통신만 담당하는 링크가 있음을 의미하며, 그물형에서는
n(n-1)/2 개의 물리적 채널이 필요하다.
네트워크가 복잡하고 많은 통신회선이 필요하기 때문에 비용이 많이 들지만, 신뢰성이 높아 중요한 네트워크에 주로 사용한다.
- 장점
> 전용 링크를 사용하면 각 연결회선이 원하는 자료를 전송할 수 있어 많은 장치를 공유하는 링크에서 발생하는 통신량 문제를 해결할 수 있다.
> 한 링크가 고장 나더라도 전체 시스템에는 큰 문제가 발생하지 않는다. 일부 통신 회선에 장애가 발생하면 다른 경로를 통해 데이터를 전송하면 된다.
> 모든 메시지는 전용선으로 보내기 때문에 원하는 수신자만 받을 수 있다. 따라서 비밀 유지와 보안에 유리하다.
- 단점
> 노드를 다른 모든 노드와 연결해야 하므로 설치와 재구성이 어렵다.
> 실제 필요한 전선의 용적이 벽 속이나 천장, 바닥 아래 등 전선을 수용할 공간보다 커질 수 있다.
> 네트워크가 복잡하고 많은 통신회선이 필요하기 때문에 각 링크와 연결되는 하드웨어에 엄청난 비용이 들 수 있다.
* 혼합형
노드 수가 상대적으로 큰 실제 네트워크에서는 효율을 높이고 결함 허용 능력을 증대시키려고 혼합형 접속 형태를 사용한다.
네트워크 서브넷이 서로 연결되어 규모가 큰 접속 형태가 되도록 여러 접속 형태를 결합할 수 있다.
포스팅에 도움을 준 사이트:ethan-ncs.tistory.com/15
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