미즈구치 카츠야, 『모두의 네트워크』, 이승룡 역, 길벗(2022), 1장 ~ 2장
Ch1. 네트워크 첫걸음
1. 네트워크의 구조
1.1. 컴퓨터 네트워크란?
컴퓨터 네트워크 정의
==분산되어 있는 컴퓨터를 통신망으로 연결하여 자원을 공유할 수 있게한 것.== 컴퓨터 간 연결은 광케이블과 같은 유선, 혹은 와이파이와 같은 무선 매체를 통해 이뤄진다.
인터넷 정의
TCP/IP프로토콜 기반의 컴퓨터 네트워크
1.2. 패킷이란?
패킷 정의
네트워크를 통해 전송되는 데이터의 작은 형식화된 조각
패킷의 필요성
큰 데이터를 그대로 보낼 경우, 네트워크의 대역폭[^1]을 많이 점유해서 다른 데이터의 흐름을 막을 수 있다. 따라서 데이터를 작은 크기의 패킷으로 분할하여 전송할 필요성이 대두되었다.
단, 데이터를 수신한 컴퓨터에서 패킷을 정렬할 수 있도록, 패킷에는 제어정보를 담아야한다.
[^1]: 단위 시간당 정보 전송량
2. 정보의 양을 나타내는 단위
수학적 정의
I = log2(1/P)
- I: 정보량
- P: 사건이 일어날 확률
- Ex. 동전의 앞면인지 뒷면인지
- P = 1/2
- I = 1
- 1bit의 정보로 표현 가능2.1. 비트와 바이트란?0과 1의 정보를 나타내는 최소단위바이트(byte)1byte = 8bit
- 비트(bit)
3. LAN과 WAN
3.1. LAN과 WAN의 차이
LAN(Local Area Network)
근거리 통신망으로 하나의 네트워크를 이룬다.
통상적인 인터넷 구조에서는, 한 개의 공유기의 내부측에서 형성된 네트워크를 말한다.
WAN(Wide Area Network)
광역 통신망으로 LAN과 LAN을 연결한 네트워크이다.
거대한 통신 인프라를 필요로 하기 때문에, 보편적으로 ISP(Internet Service Producer)가 서비스를 지원한다.
4. 가정에서의 LAN 구성
4.1. 가정에서의 네트워크 구성
프로그, "공유기는 어떻게 IP를 할당할까 - 인터넷 공유기 원리", 2020.04.19
위 포스팅을 참고하여 작성하였습니다.
- WAN 측
- 공인 IP 주소: 인터넷 서비스 제공자(ISP)가 IP관리 기관(IANA)로부터 받은 공인 IP를 공유기마다 할당
- 인터넷 회선: 광 케이블 등의 회선으로 인터넷 서비스 제공자(ISP)가 가진 인터넷 인프라에 연결
- LAN 측
- 사설 IP 주소: 공유기와 같은 네트워크 장비에 개별적으로 할당되어 해당 네트워크 장비에 연결된 로컬 네트워크 상에서만 통용되는 IP주소
- 이더넷 케이블(랜선): LAN을 구축하기 위해 사용되는 케이블
- NAT(Network Address Translation)
- 여러개의 사설 IP주소를 하나의 공인 IP주소에 매핑하는 기능
- 장점: 제한된 IP주소(IPv4)를 효율적으로 사용할 수 있고, 외부에 드러나는 IP주소를 다르게 유지함으로써 보안기능을 가진다.
- 단점: 패킷의 IP주소와 IP 주소를 바탕으로 생성된 정보를 재기록해야하기 때문에 지연이 발생한다.
- 여러개의 사설 IP주소를 하나의 공인 IP주소에 매핑하는 기능
- PAT(Port Address Translation)
- 하나의 공인 IP주소로 여러개의 사설 IP주소로 분배해주기 위한 기능
- 출발지와 목적지의 IP주소와 포트번호를 분석하여, 해당 통신을 식별할 수 있는 0~65535범위의 번호를 부여한다.
5. 회사에서의 LAN 구성
5.1. 서버 운영 종류
- 온프레미스(On-Premise)
- 회사 자체적으로 서버를 운영
- 클라우드(Cloud)
- 외부의 서버 인프라를 이용5.1. 소규모 회사에서의 네트워크 구성(온프레미스)
- DMZ(Demilitarized Zone)
- 내부 네트워크와 외부 네트워크에서 모두 접근 가능하지만, DMZ 네크워크에서는 오로직 외부 네트워크로만 접근 가능
- 회사 내부 네트워크의 보안을 유지하면서, DNS 서버, 메일 서버, 웹 서버와 같이 외부에 공개 서비스를 지원
Ch2. 네트워크의 기본 규칙
6. 네트워크의 규칙
6.1. 프로토콜이란?
통신규칙
7. OSI 모델과 TCP/IP 모델
7.1. OSI 모델이란?
ISO(isos: 그리스어로 평등하다)라는 약칭을 가진 국제 표준화기구가 개발한 인터넷 통신 모델, 프로토콜의 청사진.
통신 시스템을 7개의 추상적인 계층으로 나누었다. 각 계층의 자신만의 특정 작업을 수행하며, 바로 위아래 계층과 정보를 주고받는다.
- 7계층
- Application Layer(응용 계층)
소프트웨어가 동작하는 계층 - Presentaion Layer(표현 계층)
응용 계층이 데이터를 사용할 수 있도록 준비되는 계층 (암호와, 압축 등) - Session Layer(세션 계층)
통신방식을 결정하고, 세션을 관리하는 계층 - Transport Layer(전송 계층)
통신 데이터의 유효성과 효율성을 관리하는 계층 - Network Layer(네트워크 계층)
기기의 논리주소(IP)를 할당하고, 데이터의 통신경로를 설정하는 계층. 네트워크 간 통신. - Data Link Layer(데이터 링크 계층)
기기의 물리주소를 할당하고, 데이터 통신을 제어한다. 네트워크 내 통신. - Physical Layer(물리 계층)
데이터가 1과 0으로 구성된 비트스트림(전기신호)으로 변환되어 통신하는 계층
- Application Layer(응용 계층)
7.2. TCP/IP 모델이란?
OSI 7계층을 기반으로 만들어진, 현재 인터넷 통신에서 가장 보편적으로 쓰이는 프로토콜의 모음.
OSI 7계층을 총 4계층으로 구현하였다.
| OSI | TCP/IP |
| Application Layer | Application Layer |
| Presentation Layer | |
| Session Layer | |
| Transport Layer | Transport Layer |
| Network Layer | Internet Layer |
| Data Link Layer | Network Access Layer |
| Physical Layer |
8. 캡슐화와 역캡슐화
8.1. 캡슐화와 역캡슐화란?
- 캡슐화
송신측 컴퓨터의 각 계층에서, 수신측 컴퓨터의 동일 계층에서 필요한 정보(헤더)를 데이터에 추가하며 하위 계층으로 보내는 과정 - 역캡슐화
수신측 컴퓨터의 각 계층에서, 데이터를 처리하기 위해 헤더를 제거하며 상위 계층으로 보내는 과정