그림으로 배우는 네트워크 원리 기억 남기기

그림으로 배우는 네트워크 원리 정리

 

1. 네트워크 기본

네트워크란? 

pc나 스마트폰 같은 단말 기기를 서로 연결하여 다른 사람과 데이터를 주고받는 연결망

 

네트워크를 사용하는 목적

정보 수집이나 커뮤니케이션 효율화 등 다양한 목적을 위해 사용

네트워크를 통해서 데이터를 주고받는 주체는 애플리케이션이다. 애플리케이션은 서버 애플리케이션에 요청(리퀘스트)을 보내고 응답(리스폰)을 받는다. 피어투피어 애플리케이션은 서버를 거치지 않고 클라이언트 애플리케이션끼리 직접 데이터를 송수신한다. (통신 상대의 클라이언트 애플리케이션을 지정하고자 서버 애플리케이션을 이용하는 경우도 있다.)

 

통신에서 서로 같은 언어로 대화하는 것처럼, 컴퓨터끼리의 통신을 보장하기 위해 규칙을 만들어 놓은 것을 프로토콜이라고 한다. 실제 통신에서는 이런 프로토콜을 여러 개 묶어서 사용하며 복수의 프로토콜을 조합한 네트워크 아키텍처에 기반하여 통신한다.

 

온 프레미스(on premise) vs 클라우드(Cloud)

 

온 프레미스는 회사가 직접 전산실을 두고 서버를 운영하는 방식이고 클라우드는 인터넷상의 가상화된 서버(클라우드)를 두고 인터넷 통신을 통한 서버의 기능을 이용하는 방식이다. 자세한 내용은 아래 사이트를 참고해보면 좋을 거 같다.

https://kr.teradata.com/Trends/Cloud/On-Premises-vs-Cloud

온프레미스 및 클라우드 비교: 장단점

 

네트워크의 구성

네트워크 기기끼리  pc, 서버 등을 연결하기 위해 각각의 기기에는 인터페이스가 갖춰져 있으며 이런 인터페이스를 포트라고 부른다. 인터페이스는 0과 1의 디지털 데이터를 물리적 신호로 변환하여 송출하고 링크로 전달한다. 그러나 단순히 인터페이스만을 연결해서 네트워크를 구축할 수 없고 네트워크 설계를 해야 한다. 

 

네트워크 설계의 프로세스 

1. 요건 정의 - 네트워크 이용 목적을 조사하여 네트워크에 필요한 기능과 성능을 명확히 한다.
2. 설계 - 요건 정의에서 결정한 요건을 만족할 수 있도록 구체적인 네트워크 구성을 결정한다.
3. 구축 - 설계한 네트워크를 바탕으로 기기의 배치, 배선한다.
4. 운용관리 - 네트워크  기기의 상태를 점검하며 문제 발생 시 원이 파악 및 복구한다.

TCP/IP

 

TCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)란?

TCP/IP는 수많은 네트워크 아키텍처 중 하나이지만 지금은 대부분 TCP/IP를 사용합니다. 

TCP는 신뢰성이 있는 애플리케이션 간의 데이터를 전송하기 위한 프로토콜이고 TCP를 이용하면, 애플리케이션 프로토콜에 신뢰성을 확보할 수 있다.

IP는 네트워크 상의 어떤 pc에서 다른 pc 등으로 데이터를 전송(end to end)하는 것이 IP의 역할이다. 목적지가 다른 네트워크에 있다면 경로 상에 있는 라우터가 IP 패킷을 라우팅 한다. 그러나 IP는 데이터를 다른 호스트에 전송하지만 제대로 도착했는지 확인할 방법이 없다. IP에 의한 end to end 통신이 정상적으로 이루어졌는지를 확인하기 위한 기능을 갖춘 ICMP(Internet Control Message Protocol)이 개발되었다.

 

ICMP(Internet Control Message Protocol)의 주요 기능

에러 리포팅 - end to end 통신에 실패 원인을 알려준다.

진단 기능 - end to end 통신이 가능한지 확인한다.(ping 커맨드) 

 

 

OSI 7 계층과 TCP/IP 계층

 

네트워크 인터페이스 계층 - 같은 네트워크 내 인터페이스 간 데이터를 전송한다.

인터넷층(Network) - 네트워크 사이에서 데이터를 전송하는 역할, 라우터(네트워크끼리 연결하고 전송하는 기기)

트랜스포트층 - 데이터를 적절한 애플리케이션에 배분한다.

애플리케이션층 - 애플리케이션의 기능을 실행하기 위한 데이터의 형식과 처리 절차 등을 결정한다. 

 

TCP/IP 통신을 할 때 반드시 상대방의 IP주소를 반드시 지정해야 한다. 그러나 IP주소를 사용자가 쉽게 이해하지 못하기 때문에 호스트명을 붙인다. 호스트 이름에 IP주소를 대응시키는 방법으로 DNS(도메인 이름 시스템)를 사용한다. DNS를 쉽게 말하면 전화번호부처럼 휴대전화의 전화번호에 이름을 등록해 놓는 것이다.

 

 

웹사이트의 생성 원리

 

웹사이트란?

웹서버 애플리케이션이 공개하는 다양한 웹페이지의 집합

웹사이트의 주소는 전송받고 싶은 웹페이지를 지정하는 것이 웹사이트의 주소이다. 여기서 URL을 사용하는 URL은 전송받고 싶은 웹서버와 그 파일을 나타낸다.

 

URL 형식

웹페이지를 커스터마이징 하고 싶을 때 사용하는 HTTP 쿠키

HTTP 쿠키는 웹서버 애플리케이션이 웹브라우저에 특정 정보를 저장해 놓는 기술이다. 쿠키를 이용함으로써, 웹버서는 사용자의 로그인 정보나 사이트 내 웹페이지 열람 이력을 관리할 수 있다.

 

이더넷과 무선 LAN

 

이더넷이란?

이더넷은 TCP/IP 계층에서 맨 아래인 네트워크 인터페이스층의 프로토콜이며 같은 네트워크에 있는 PC의 이더넷 인터페이스에서 다른 PC의 이더넷 인터페이스로 데이터를 전송하는 역할이다.

 

레이어2 스위치를 기반으로 만든 이더넷 네트워크는 데이터 송수신을 동시에 할 수 있으며 수신과 송신을 동시에 하는 것을 전이중 통신이라고 부른다. 초기 이더넷은 특정 시간에는 한 대만 데이터를 전송할 수 있고, 나머지는 수신만 할 수 있었다.

 

라우팅

 

라우팅은 라우터가 데이터의 목적지가 어느 네트워크에 접속해 있는지 판단해서 연결된 네트워크의 라우터에 데이터를 전송하는 것을 말한다. 라우터로 IP 패킷을 전송하며, 복수의 인터페이스가 준비되어 있어 물리적인 배선과 IP주소 설정을 각각 해야 한다.

 

레이어3 스위치는 레이어2 스위치와 라우터 두 가지 기능을 가진 스위치이며 같은 네트워크에서 데이터를 전송할 때는 레이어2 스위치, 다른 네트워크로 데이터를 전송할 때는 라우터처럼 사용한다. 이런 기능을 위해서 레이어3 스위치는 VLAN 기능을 사용한다.

 

VLAN이란?

레이어2 스위치는 하나의 이더넷 네트워크를 구성하는데 하나의 네트워크에 수많은 기기를 연결하면 불필요한 데이터 전송이 많이 발생하는데 이런 불필요한 데이터 전송을 줄이기 위해 네트워크 분할이 필요하다. 분할 역할을 하는 것이 VLAN이고 VLAN으로 같은 VLAN에 할당한 포트끼리만 이더넷 프레임을 전송한다. VLAN으로 분할한 네트워크가 서로 통신하기 위해서는 라우터와 레이어3 스위치가 필요하다.