[컴퓨터 네트워크] Ch01. 컴퓨터 네트워크와 인터넷

컴퓨터 네트워크와 인터넷

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컴퓨터 네트워크와 인터넷

네트워크와 인터넷

• 네트워크

  • 종단 시스템(end system): PC나 스마트폰처럼 네트워크 송수신 주체
  • 프로토콜(Protocol): 두 이종 시스템을 연결하기 위한 규약
  • 통신을 목적으로 실제 물리적으로 선으로 연결되어 있거나 무선으로 연결됨

• 인터넷

  • 회사 혹은 소규모의 네트워크에서 전세계 네트워크와 연결된 상태

  • 다양한 애플리케이션 서비스가 제공되고 있다

  • 종단 시스템은 보통 ISP(Internet Service Provider)에 의해 연결

    KT 등…

• OSI 7계층 (Layer)
  • 네트워크 구성요소를 7개의 계층으로 역할을 나눈 표준 모델
  • 각 계층별 역할을 통해 통신 규격(프로토콜)을 만족
  • 일부 하위계층은 하드웨어에서 구현되며 상위계층은 소프트웨어로 구현
• TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
• OSI 7계층이 나오기 전 널리 사용되던 사실상 표준 역할
• 각 계층별 역할에 따라 역할이 나누어짐

그밖에 자주 사용되는 용어들

• IP 주소(Address)
  • 통신 자료를 최종적으로 전달하기 위해 필요한 송/수신 위치정보
  • 보통 IPv4의 주소를 사용하며 주소 부족을 위해 IPv6가 개발됨
• 패킷 교환(Packet Switching)
  • 종단간에 전송되는 데이터를 패킷(Packet)이라는 단위로 전달함
  • 패킷은 네트워크를 통해 일정한 순서없이 보내지며 어떤 경로를 통해 이동되는지는 네트워크의 상황에 따라 다르다.

통신을 위한 기본 동작

• 요청(Request)
  • 전송하는 종단 장치에서 상대방에 서비스를 요청한다
• 인지(Indicate)
  • 수신하는 장치에서 작업 요청(이벤트)을 확인한다
• 응답(Response)
  • 수신하는 장치에서 요청받은 작업에 대해 적절히 응답한다
• 확인(Confirm)
  • 전송 측에서 응답 데이터를 최종적으로 확인한다

네트워크의 유형

• LAN (Local Area Network)
  • 일정 그룹의 지역 네트워크 (집, 사무실, 학교 등)
  • 소규모로 묶이며 사설망 등을 구축해 연결
• WAN (Wide Area Network)
  • 원거리 통신망으로 넓은 범위 연결 (국가, 대륙 등)
• 크기 유형
  • LAN < WAN < Internet

인터넷의 도식

네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지는 일종의 네트워크의 구성 형태를 말함.

Ring형: 기기끼리 서로를 연결, 일종의 Ring처럼 보임.

• 장점: 기기와 기기간의 연결이기 때문에, 회선 설치가 수월하다.
• 단점: 어떤 장비에 불량이 생겼을 경우 해당 특정 장비로서 통신하기 어려울 수 있다.

Bus형: 하나의 메인 회선을 설치하고, 메인 회선에다가 전부 달아놓는 형태.

Star형: 가정에서 많이 볼 수 있음. 허브가 있고, 허브 포트에 기기를 전부 연결하는 형태. 다만, 허브의 위치에 따라서 회선을 전부 끌어와야되기 때문에 설치가 불편할 수 있다.

Mesh형: 회선의 종류가 많다. 하나의 장비가 여러개 회선을 가지고 다수의 장비에 연결될 수 있다. 실제로 가장 빠르고, 만약에 특정 장비 하나가 고장나더라도 통신이 가능. 데이터를 보낼 수 있는 경로가 많아지는데, 문제는 설치 내용이 많아지므로 복잡해진다.

네트워크의 계층별 역할, 물리계층

OSI 7 Layer와 TCP/IP의 관계

• OSI 7계층 vs TCP/IP

  

종단간의 연결

물리 계층 (Physical Layer)

• 개요
  • 물리적 매체를 통한 비트 스트림 전송에 요구되는 기능을 담당 (기계적, 전기적, 전송매체)
  • 물리적인 장치와 인터페이스가 전송을 위해 필요한 기능과 처리절차 규정

• 물리 층의 주요기능

  • 인터페이스와 매체의 물리적인 특성 : 장치와 전송매체 간의 인터페이스 특성을 규정

  • 비트의 표현 : 비트를 전송하기 위해 전기적 또는 광학적인 신호로 부호화

  • 데이터 속도 : 신호가 유지되는 비트의 주기를 규정

  • 비트의 동기화 : 송신자와 수신자는 같은 클록을 사용

    

물리계층을 다루기 위한 하드웨어 칩

• CS8900A의 예

  

물리계층을 위한 프로토콜

• MAC(Medium Access Control) 필요

  • 자유경쟁 (선착순)

    2개의 전달하고자 하는 양 단에서 이진 비트로 뭔가 보낼 때 상대방도 뭔가 보낸다면 충돌이 발생, 그래서 회선을 경쟁적으로 쓰도록 함.(자유경쟁) 아래는 경쟁을 위한 알고리즘.

    • Aloha

    • Slotted Aloha - 간격 할당

    • CSMA(Carrier Sense Multiple Access)

    • CSMA/CD(CSMA/Collison Detection)

      충돌을 감지한 다음에 일정 시간을 대기했다가 다시 보내는 형태

  • Token

• CSMA/CD → IEEE 802.3

  • 한 slot의 크기 잼 신호
    = 51.2 us = 64byte 전송소요 시간
    

  • 16번까지 재시도

데이터 링크 계층, 네트워크 계층의 역할

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