3. 네트워크 기초 활용

1. 네트워크 / 인터넷

네트워크(Network)의 개념

네트워크는 두 대 이상의 컴퓨터를 전화선이나 케이블 등으로 연결하여 자원을 공유하는 것을 말한다.

네트워크의 분류 근광

• 근거리 통신망(LAN; Local Area Network): 제한된 지역 내에서 고속 데이터 전송
• 광대역 통신망(WAN; Wide Area Network): 넓은 지역에 걸친 네트워크 연결

인터넷(Internet)의 개요

인터넷이란 TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하여 전 세계 수많은 컴퓨터와 네트워크들이 연결된 광범위한 통신망이다.

인터넷의 특징 미유모네백

• 미국 국방성의 ARPANET에서 시작
• 유닉스 운영체제 기반
• 모든 컴퓨터는 고유한 IP 주소를 가짐
• 네트워크 장비: 브리지, 라우터, 게이트웨이
• 백본(Backbone): 인터넷의 주가 되는 기간망

2. IP 주소 체계

IP 주소(Internet Protocol Address)

IP 주소는 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유 주소이다.

IPv4 주소 구조

• 32비트로 구성 (8비트씩 4부분)
• 숫자로 표현 (예: 192.168.1.1)
• 네트워크 부분과 호스트 부분으로 구분

IP 주소 클래스 ABCDE

IPv6 (Internet Protocol version 6)

IPv6은 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발된 차세대 IP 주소 체계이다.

IPv6의 특징 빠호인주융실

• 빠른 자료 전송: IPv4에 비해 전송 속도 향상
• 호환성: IPv4와의 호환성 뛰어남
• 인증성, 기밀성, 데이터 무결성 지원
• 주소의 확장성, 융통성, 연동성 뛰어남
• 실시간 흐름 제어로 향상된 멀티미디어 기능
• Traffic Class, Flow Label을 이용한 등급별 서비스

IPv6 주소 구조

• 128비트로 구성 (16비트씩 8부분)
• 16진수로 표현하고 콜론으로 구분
• 예: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334

IPv6 주소 체계 유멀애

도메인 네임(Domain Name)

도메인 네임은 숫자로 된 IP 주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현한 것이다.

도메인 네임 구조

www.my-company.co.kr
│   │          │  │
│   │          │  └─ 국가 도메인 (.kr)
│   │          └──── 기관 종류 (.co)
│   └─────────────── 기관 이름 (my-company)
└─────────────────── 호스트 이름 (www)

💡 팁: 우측으로 갈수록 상위 도메인을 의미하며, DNS(Domain Name System)를 통해 IP 주소로 변환됩니다! 🌐

3. OSI 참조 모델

OSI(Open System Interconnection) 참조 모델의 개요

OSI 참조 모델은 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화기구)에서 제안한 통신 규약(Protocol)이다.

OSI 모델의 특징 개개

• 개방형 시스템 간의 데이터 통신 시 필요한 장비 및 처리 방법을 7단계로 표준화
• 계층별 분리: 1~3계층(하위), 4~7계층(상위)

OSI 참조 모델 계층별 특징 응표세전네데물

계층별 상세 설명

물리 계층 (Physical Layer)

• 전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙
• 표준: RS-232C, X.21 등
• PDU: 비트(Bit)

데이터 링크 계층 (Data Link Layer)

• 두 개의 인접한 개발 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송
• 표준: HDLC, ADCCP, LLC, LAPB, LAPD 등
• PDU: 프레임(Frame)

네트워크 계층 (Network Layer)

• 개방 시스템들 간의 네트워크 연결을 관리하는 기능과 데이터의 교환 및 중계 기능 수행
• 표준: X.25, ARP, IPX, IP, ICMP 등
• PDU: 패킷(Packet)

전송 계층 (Transport Layer)

• 논리적 안정과 균일한 데이터 전송 서비스 제공으로써 종단 시스템(End-to-End) 간에 투명한 데이터 전송 기능
• 표준: TCP, UDP 등
• PDU: 세그먼트(Segment)

세션 계층 (Session Layer)

• 통신 세션의 설정, 유지, 해제를 담당
• 표준: NetBIOS, RPC, SQL 등
• PDU: 데이터(Data)

표현 계층 (Presentation Layer)

• 응용 계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에 보내기 전에 통신에 적당한 형태로 변환
• 서로 다른 데이터 표현 형태를 갖는 시스템 간의 상호 접속을 위해 필요
• 표준: ASCII, EBCDIC, JPEG, MPEG 등
• PDU: 데이터(Data)

응용 계층 (Application Layer)

• 사용자가 OS 환경에 접근할 수 있도록 서비스 제공
• 서비스: HTTP, 전자 사서함(SMTP, POP3), 파일 전송(FTP), 원격 접속(TELNET) 등
• PDU: 데이터(Data)

💡 팁: PDU(Protocol Data Unit)는 각 계층에서 처리하는 데이터의 단위를 의미합니다! 각 계층마다 다른 형태의 데이터를 다룹니다! 🔄

4. 네트워크 관련 장비

네트워크 인터페이스 카드(NIC)

네트워크 인터페이스 카드는 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 네트워크를 연결하는 장치이다.

• 정보 전송 시 정보가 케이블을 통해 전송될 수 있도록 정보 형태 변환
• 이더넷 카드 혹은 네트워크 어댑터라고도 함

허브(Hub)

허브는 한 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치이다.

• 각 회선을 통합적으로 관리하며, 신호 증폭 기능을 하는 리피터 역할도 포함

허브의 종류 더스

더미 허브(Dummy Hub)

• 네트워크에 흐르는 모든 데이터를 단순히 연결만 함
• LAN이 보유한 대역폭을 컴퓨터 수만큼 나누어 제공
• 네트워크에 연결된 각 노드를 물리적인 성형 구조로 연결

스위칭 허브(Switching Hub)

• 네트워크상에 흐르는 데이터의 유무 및 흐름을 제어하여 각각의 노드가 허브의 최대 대역폭을 사용할 수 있는 지능형 허브
• 최근에 사용되는 허브는 대부분 스위칭 허브

리피터(Repeater)

리피터는 전송되는 신호가 전송 선로의 특성 및 외부 충격 등의 요인으로 인해 원래의 형태와 다르게 왜곡되거나 약해질 경우 원래의 신호 형태로 재생하여 다시 전송하는 장치이다.

• OSI 참조 모델의 물리 계층에서 동작
• 근접한 네트워크 사이에 신호 전송

브리지(Bridge)

브리지는 LAN과 LAN을 연결하거나 LAN 안의 컴퓨터 그룹을 연결하는 장치이다.

브리지의 특징 데네트보

• 데이터 링크 계층 중 MAC 계층에서 사용
• 네트워크 상의 많은 단말기들에 의해 발생되는 트래픽 병목 현상 줄임
• 네트워크를 분산적으로 구성하여 보안 향상
• 브리지를 이용한 서브넷 구성 시 전송 가능한 회선 수: n개일 때 n(n-1)/2개

스위치(Switch)

스위치는 브리지와 같이 LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치이다.

스위치의 특징 하포수데

• 하드웨어를 기반으로 처리해 빠름
• 포트마다 각기 다른 전송 속도를 지원하도록 제어 가능
• 수십에서 수백개의 포트 제공
• OSI 참조 모델의 데이터 링크 계층에서 사용

스위치의 종류 L2L3L4L7

라우터(Router)

라우터는 브리지와 같이 LAN과 LAN의 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택할 수 있는 기능이 추가된 것이다.

라우터의 특징 네접프

• 네트워크 계층에서 동작하는 장비
• 접속 가능한 경로에 대한 정보를 라우팅 제어표에 저장하여 보관
• 프로토콜 변환 수행 (3계층까지의 프로토콜 구조가 다른 네트워크 간의 연결)

게이트웨이(Gateway)

게이트웨이는 전 계층의 프로토콜 구조가 다른 네트워크의 연결을 수행하는 장치이다.

게이트웨이의 기능 세표응출

• 세션, 표현, 응용 계층 간을 연결
• 데이터 형식 변환, 주소 변환, 프로토콜 변환 등을 수행
• 출입구 역할: LAN에서 다른 네트워크에 데이터를 보내거나 받아들이는 역할

5. TCP/IP 프로토콜

프로토콜(Protocol)의 개념

프로토콜은 서로 다른 기기들 간의 데이터 교환을 원활하게 수행할 수 있도록 표준화시켜 놓은 통신 규약이다.

프로토콜의 기본 요소 구의시

프로토콜의 기능 단캡흐오동순주다경전

단편화와 재결합, 캡슐화, 흐름 제어, 오류 제어, 동기화, 순서 제어, 주소 지정, 다중화, 경로 제어, 전송 서비스 등

TCP/IP의 개요

TCP/IP는 인터넷에 연결된 서로 다른 기종의 컴퓨터들이 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 표준 프로토콜이다.

TCP와 UDP 비교 신연패

TCP/IP의 구조 응전인네

💡 팁: TCP/IP는 4계층 구조로 OSI 7계층보다 단순화되어 있으며, 실제 인터넷에서 가장 널리 사용되는 프로토콜입니다! 🌐

주요 프로토콜

응용 계층 프로토콜 HTTPTELFTP

HTTP (HyperText Transfer Protocol)

• 웹(WWW)에서 HTML로 작성된 하이퍼텍스트 문서를 전송하기 위한 표준 프로토콜
• 1989년 버너스리(Berners-Lee)가 WWW를 고안하면서 설계
• HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure): HTTP의 단점을 보완하고, 안전한 통신을 위해 SSL/TLS의 인증, 암호화 기능을 지원

TELNET

• 멀리 떨어져 있는 컴퓨터에 접속하여 자신의 컴퓨터처럼 사용할 수 있도록 해주는 서비스
• 프로그램을 실행하는 등 시스템 관리 작업을 할 수 있는 가상의 터미널(Virtual Terminal) 기능을 수행

FTP (File Transfer Protocol)

• 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 인터넷 사이에서 파일을 주고받을 수 있도록 하는 원격 파일 전송 프로토콜

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

• 전자 우편(E-Mail)을 전송하는 프로토콜 (보내기)

IMAP (Internet Messaging Access Protocol)

• 로컬 서버에서 프로그램을 이용하여 전자 우편을 액세스하기 위한 표준 프로토콜 (받기)

SNMP (Simple Network Management Protocol)

• TCP/IP의 네트워크 관리 프로토콜로, 라우터나 허브 등 네트워크 기기의 네트워크 정보를 네트워크 관리 시스템에 보내는 데 사용되는 표준 통신 규약

SSH (Secure Shell)

• 다른 네트워크상의 컴퓨터에 원격 접속하거나 파일을 복사할 수 있게 해주는 응용 프로토콜
• 22번 포트를 사용
• rsh, rcp, rlogin, rexec 및 TELNET, FTP 서비스 등을 대체하기 위한 네트워크 보안 도구 (TELNET 강화)

전송 계층 프로토콜 UDPRTCP

UDP (User Datagram Protocol)

• 비연결형 서비스로 데이터 전송 전에 연결을 설정하지 않음
• TCP보다 간단한 헤더 구조로 오버헤드가 적음
• 흐름 제어나 순서 제어가 없어 전송 속도가 빠름
• 확인은 안함 (신뢰성 낮음)

RTCP (Real-Time Control Protocol)

• RTP(Real-time Transport Protocol) 패킷의 전송 품질을 제어하기 위한 제어 프로토콜
• 데이터 전송을 모니터링하고 최소한의 제어 및 인증 기능을 제공

인터넷 계층 프로토콜 ICMPIGMP

ICMP (Internet Control Message Protocol)

• IP와 함께 동작하여 통신 중 오류의 처리와 전송 경로 변경을 위한 제어 메시지를 관리
• 헤더는 8바이트
• 네트워크 상태 알림 기능

IGMP (Internet Group Management Protocol)

• 멀티캐스트를 지원하는 호스트나 라우터 간에 멀티캐스트 그룹을 유지하는 데 사용

네트워크 진단 도구 ping

ping

• 특정 호스트가 현재 네트워크에 연결되어 정상적으로 동작하는지 확인하는 서비스
• ICMP를 사용하여 특정 호스트에 대한 연결성을 확인

주소 변환 프로토콜 ARPRARPDHCP

ARP (Address Resolution Protocol)

• 호스트의 IP 주소를 해당 호스트에 연결된 네트워크 액세스 장치의 물리 주소(MAC Address)로 변환
• IP → MAC 변환

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)

• 물리 주소를 IP 주소로 변환하는 기능으로, ARP와 반대
• MAC → IP 변환

DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

• IP 주소 부족 문제를 해결하기 위해 만들어진 프로토콜
• 일정 기간 동안 IP 주소를 임대하여 사용 가능한 IP 주소 수보다 더 많은 컴퓨터가 IP 주소를 활용할 수 있게 함
• 자동 IP 할당

💡 팁: 각 프로토콜은 특정 계층에서 동작하며, 서로 다른 목적과 기능을 가지고 있습니다! 네트워크 통신의 각 단계에서 적절한 프로토콜이 사용됩니다! 🌐