[네트워크] 기초 : 개념, 구조, 분류 및 주소 체계

 

0. 네트워크란?

 

 

1. 네트워크, 왜 알아야 할까?

컴퓨터 네트워크는 우리 생활과 개발 업무 모두에 깊숙이 자리 잡고 있으며, 이를 이해하는 것은 필수적이다.

 

1. 1 컴퓨터 네트워크란?

• 여러 장치가 그물처럼 연결되어 정보를 주고 받는 통신
• 이 통신망은 '그래프'라는 자료 구조 형태로 나타낼 수 있다.

• 그래프는 점(노드)와 선(간선)으로 이루어져 있으며, 네트워크에서는 점이 기기, 선이 연결 매체가 된다.
• 네트워크는 하나만 존재하는 것이 아니라, 범위에 따라 여러 개로 나눌 수 있다.
• 인터넷은 이러한 여러 네트워크를 연결한 '네트워크의 네트워크' 이다.
• 네트워크 내 또는 네트워크 간 정보 교환이 가능하다.

 

2. 컴퓨터 네트워크의 기본 구조와 구성 요소

 

컴퓨터 네트워크는 그래프와 같은 구조를 가지며, 호스트, 네트워크 장비, 통신 매체, 메시지로 구분된다.

 

네트워크는 그래프 형태를 띤다

• 자료 구조의 한 종류인 그래프는 노드(정점)와 간선(엣지, 링크)으로 이루어져 있다.
• 컴퓨터 네트워크에서 노드는 컴퓨터, 스마트폰, 서버 등의 기기이며, 간선은 유무선 연결 매체이다.
• 예를 들어, 가정집이나 사무실의 네트워크는 데스크탑, 노트북, 스마트폰 등이 노드가 되고, 유무선 연결이 간선이 되는 그래프 형태를 띤다.

노드의 위치와 역할

• 사용자가 주로 사용하는 기기(데스크탑, 노트북, 스마트폰 등)는 그래프의 '가장자리 노드'에 위치하며, 이를 호스트라고 한다.
• 공유기 등 네트워크 장비는 주로 그래프의 '중간 노드'에 위치하며, 호스트들을 연결하는 역할을 한다.

 

네트워크의 기본 구성 요소

• 호스트 : 주로 사용자가 사용하는 기기가 위치하는 가장자리 노드
• 네트워크 장비 : 주로 중간에 위치하며 호스트 간 정보 전송을 돕는 장비 (예시 : 
• 통신 매체 : 노드들을 연결하는 유무선 연결 매체
• 메시지 : 노드들이 서로 주고받는 정보

호스트 

1. 정의 : 네트워크를 통해 주고받는 메시지를 최초로 생성하여 송신하거나 최종적으로 수신하는 대상
2. 예시 : 예를 들어, 스마트폰으로 메일을 보내면 스마트폰은 송신하는 호스트, 친구의 데스크탑은 수신하는 호스트가 된다. 구글 서버도 메시지를 생성하거나 수신하므로 호스트이다.

    호스트는 역할에 따라 클라이언트, 서버로 구분된다.

• 클라이언트 : 요청을 보내는 호스트 (웹 브라우저)
• 서버 : 요청에 대한 응답을 하는 호스트 (웹 서버)

    이들은 음식으로 비유할 수 있다. 손님(클라이언트)이 주문(요청)하면 종업원(서버)이 음식을 제공(응답)한다.

 

네트워크 장비

• 호스트 간 주고받는 정보가 목적지까지 안정적이고 안전하게 전송될 수 있도록 돕는 장비, 기능의 범위는 상당히 넓다.
• 이더넷, 허브, 스위치, 라우터, 공유기, 방화벽 등 다양한 종류가 있다.

 

3. 컴퓨터 네트워크의 분류와 통신 방식

컴퓨터 네트워크는 범위와 메시지 교환 방식에 따라 다양하게 분류될 수 있으며, 현대 인터넷은 주로 패킷 교환 방식을 사용한다.

 

3.1. 범위에 따른 네트워크 분류 

1. LAN (Local Area Network)

• 근거리 통신망으로, 한정된 공간(가정집, 사무실 등)에서 개인이나 소규모 조직이 구축한 네트워크이다.
• 개발자가 구축하고 관리하는 대부분의 네트워크가 LAN에 해당한다.
• 예시: 가정집 네트워크, 특정 회사 사무실 네트워크.

2. WAN (Wide Area Network) 

• 먼 지역을 연결하는 광역 통신망이다.
• 다른 LAN에 속한 호스트와 메시지를 주고받아야 할 때 주로 필요하다.
• 인터넷이 대표적인 WAN의 예시이다.
• LAN과 LAN을 먼 거리로 연결하는 데 사용된다.
• 주로 ISP(인터넷 서비스 제공업체, 예: KT, LG U+)에서 구축하고 관리하며, 사용자에게 WAN 관련 서비스를 제공한다.

 

3.2 메시지 교환 방식에 따른 네트워크 분류

+ 패킷의 구조

• 패킷은 영어로 '소포'라는 뜻이며, 택배와 유사
• 페이로드 : 택배의 실질적인 물품에 해당하며, 주고받고자 하는 실제 데이터
• 헤더 트레일러 : 택배 송장과 같이 패킷에 대한 부가 정보 또는 제어 정보
  • 헤더에는 주로 보내는 사람, 받는 사람 등 주소 정보가 담김
  • 대부분 헤더는 포함되나 트레일러는 없을 수도 있다

 

3.3. 주소와 송수신지 유형에 따른 전송 방식 

1. 주소의 역할
   • 패킷 헤더에는 송수신지를 특정할 수 있는 주소 정보가 담긴다.
   • IP 주소, MAC 주소 등이 있으며, 이를 통해 누구에게 정보를 전송할지 지정할 수 있다.
2. 송수신지 유형에 따른 전송 방식
   • 유니캐스트: 하나의 수신지에 메시지를 전송하는 가장 일반적인 방식 (송신자 ↔ 수신자 1:1).
   • 브로드캐스트: 네트워크상의 모든 호스트에게 메시지를 전송하는 방식.
     • 브로드캐스트 도메인: 브로드캐스트가 전송되는 범위로, LAN의 범위와 유사하게 볼 수 있다.
   • 애니캐스트: 네트워크 내 동일 그룹에 전송하는 방식 (자주 언급되지는 않음).
   • 유니캐스트와 브로드캐스트, 그리고 브로드캐스트 도메인 개념은 중요하게 다루어진다.