포털:고등학교/정보·통신 계열 전문 교과(2015)/컴퓨터 시스템 일반/네트워크의 이해

네트워크란?

전자신호를 통해 통신하는 모든 기기가 서로 통신하기 위해 만든 하나의 망
Net(그물)과 Work(일)의 합성어로 그물처럼 꼬인 회선이라는 의미

네트워크의 구분

기준: 소유권, 물리적 거리에 따라 구분

[1.PAN 2.LAN 3.MAN 4.WAN]

1. PAN (Personal Area Network, 개인 통신망)

개인마다 각각 고유한 네트워크를 가지게 됨을 의미한다.
한 사람이 사용하는 두 대 이상의 장비끼리 통신하는 기능이며,
대표적으로 블루투스, 스마트폰 핫스팟 같은 기능이 있다.

2. LAN (Local Area Network, 근거리 통신망)

비교적 가까운 거리에 위치한 소수의 장치들을 서로 연결한 네트워크이다.
일반적으로 하나의 사무실 하나 또는 몇 개의 인접한 건물을 연결한 네트워크이다.
전체적인 통신망에서 하위 단계에 속하지만, 통신망의 대부분을 차지한다.

- 현재 LAN 기술에는 여러 가지 기술들이 있으나 그 중 ^※이더넷이 가장 많이 사용되고 있으며 계속 발전되고 있고, MAN, WAN 기술과도 연계되어서 사용, 발전 될 전망이다.

이는 프로토콜을 같은 것을 사용함으로써 처리 속도 등에서 향상되는 효과를 얻을 수 있기 때문이다.

^{※이더넷: 컴퓨터 네트워크 기술의 하나}

3. MAN (Metropolitan Area Network, 도시권 통신망)

사용하는 하드웨어나 소프트웨어는 LAN과 비슷하다.
이 MAN은 휴대전화의 전 세계적 보급으로, 각 도시마다 기지국을 사용해 지역마다 네트워크를 구축해야 했기 때문에 이 기지국을 가리키는 새로운 개념이 필요해지게 되었기 때문에 생겨났다.
대도시에 여기저기에 흩어져있는 가입자망 연결과 ※백본망과 가입자 망 접속을 제공하고 백본 네트워크로 가는 길목 역할을 합니다.
한 도시권 통신망들은 다른 도시권 통신망들과 광역 통신망으로 다이렉트로 연결된다.

^{※백본: 데이터를 모아 빠르게 전송할 수 있는 대규모 전송회선}

4. WAN (Wide Area Network, 광역 통신망)

일반적으로 가장 상위 단위에 속하는 통신망이다.
전국에 깔려 있는 전화선, ISP(인터넷 서비스 제공업자)가 전국에 회선을 깔아 구축한 통신망 등이 있다.
※프레임 릴레이 방식 등등이 사용되고 있다. 공중회선망을 이용한 컴퓨터 네트워크.

^{※프레임 릴레이: 신뢰도가 높은 새로운 네트워크 환경을 고려해 전송 오류 제어 기능을 더 효율적으로 처리하는 네트워크 프로토콜을 작성할 필요가 있는데 이를 위해 동일한 속도의 전송 매체로 고속 데이터 전송을 지원할 수 있도록 고안된 기술입니다.}

프로토콜이란?

여러 계층으로 나눠진 네트워크에서 일정한 약속을 정해 사용하는 표준통신규약이다.
우리가 외국인과 대화를 할 때 한국어로 이야기하면 상대가 못 알아듣는 것처럼 네트워크에서도 프로토콜이 맞지 않으면 통신이 불가능하다.
UN 산하의 ITU라는 기관에서 국제통신규약을 만들어 사용한다.
인터넷은 TCP(Transmission Control Protocol)/IP(Internet Protocol)이라는 프로토콜 덕분에 전 세계에 연결되어 자유롭게 사용 가능하다.
월드 와이드 웹 역시 HTTP(HyperText Transfer Protocol)이라는 프로토콜이 규정되어 있고 웹 서버와 웹 브라우저가 이를 따르고 있다.

인터네트워킹이란?

서로 떨어져 있는 각각의 많은 네트워크들을 연결하여 하나의 네트워크처럼 연결하여 사용할 수 있도록 해 주는 것이다.
둘 이상의 네트워크를 유기적으로 연동할 수 있지만, 두 네트워크는 물리적으로 같은 종류일 필요는 없다.
하지만 양쪽 네트워크에 대한 서로 다른 물리적 - 기능적 인터페이스를 모두 지원해야 하고, 데이터 표현 방식을 포함해 프로토콜이 다르면 필요한 변환 작업을 수행해야 한다.

인터네트워킹에 필요한 장비

인터네트워킹 기능을 수행하는 시스템을 일반적으로 게이트웨이라고 부른다.
기능에 따라 종류가 다양하지만 리피터, 브리지, 라우터 등이 가장 일반적인 구분이다.

1. 리피터

데이터가 전송되는 동안 케이블에서 신호의 손실인 감쇄 현상이 발생하는데, 리피터는 감쇄되는 신호를 증폭하고 재생하여 전송합니다.

2. 허브

컴퓨터 통신을 위한 네트워크 중 근거리 통신망인 LAN을 구성할 때 통신이 가능한 컴퓨터 같은 통신 기기를 네트워크에 연결시켜 주는 장치입니다.

3. 브리지

※OSI( Open systems interconnection )의 데이터 링크 하위계층인 MAC(Media Access Control)에서 동작하며, 둘 또는 그 이상의 네트워크들을 상호 연결 자체 학습 기능을 통하여 불필요한 데이터가 반대편 네트워크로 전송되는 것을 방지합니다. ※브로드캐스트와 ※멀티캐스트 프레임을 그대로 전송하므로 다른 ※세그먼트에 불필요한 프래픽을 발생시켜 성능을 저하시키는 요인이 됩니다.

^{※OSI: 서로 다른 컴퓨터나 정보통신 시스템들 간의 연결을 뜻합니다.}

^{※세그먼트: 프로그램 실행시에 주기억 장치 상에 적재되는 프로그램의 분할 가능한 기본 단위입니다.}

^{※브로드 캐스트: IP 네트워크에 있는 모든 로컬 네트워크 호스트로 데이터를 전송하는 방식입니다.}

^{※멀티 캐스트: 같은 내용의 데이터를 특정 그룹의 수신자들에게 동시에 전송하는 방식입니다.}

4. 스위치

연결된 PC의 수에 상관없이 각각의 회선의 최대 대역폭을 제공하며 가상 LAN을 지원해줍니다.

5. 라우터

IP 주소에 의하여 데이터의 경로를 설정하며 다중 경로일 경우 최적의 경로를 자동으로 설정하여 네트워크의 ※트래픽을 최소화 시킵니다.

^{※트래픽: 특정 통신장치나 전송로 상에서 일정 시간 내에 흐르는 데이터의 양과 전송량을 뜻합니다.}

6. 게이트 웨이

OSI 참조 모델의 모든 계층을 포함하여 동작하는 네트워크 장비로서 두 개의 완전히 다른 네트워크 사이의 데이터 형식을 변환하는 기능을 수행합니다.

(OSI는 통신 기능을 7개의 계층으로 분류합니다.)

IP란?

송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는 데 사용하는 규약
IP는 비신뢰성(Unreliability)과 연결성(Connectionlessness)이 특징이다.
전송 과정에서 패킷이 손상될 수도 있고, 같은 호스트에 서 전송한 패킷의 순서가 뒤죽박죽이 될 수도 있고, 아예 패킷이 사라질 수도 있음.
패킷 전송과 정확한 순서를 보장하려면 TCP 프로토콜 같은 IP의 상위 프로토콜을 이용해야 함.

IPv4

현재 인터넷에서 사용하는 표준 프로토콜
총 32비트의 정보를 가지므로 이론적으로 4,294,967,296개의 고유한 주소가 부여될 수 있음.
하지만 2011년, 공인 아이피 주소가 모두 고갈되었음.

IPv6

IPv4 주소의 고갈을 앞두고 차기 주소 체계로서 고안되었음.
총 128비트의 정보를 가지므로 이론적으로  340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456개 의 고유한 주소가 부여될 수 있음.
고갈될 걱정이 없을 정도로 주소가 매우 넘쳐날 것으로 기대되고 있음.