[Network] 네트워크의 구성 , 형태 , 접속장치

네트워크의 구성

네트워크는 컴퓨터 + 접속 장치 + 전송 매체로 이루어져 있다

1. 컴퓨터 && 서버

데이터를 송수신하는 주체는 애플리케이션이다(카카오톡, 인스타그램 등).

 

2. 네트워크 접속 장치

애플리케이션의 데이터를 정상적으로 전송하기 위한 장치 (대표적으로 스위치, 라우터)

스위치 : 한 네트워크 내부에서 데이터를 전송을 수행하는 장치

라우터 : 서로 다른 네트워크를 구분짓고 연결하는 장치

쉽게 생각해서, 한 네트워크(컴퓨터)를 묶는 집합을 스위치, 스위치를 묶는 집합을 라우터라고 생각하자

 

3. 네트워크 전송 매체

컴퓨터와 네트워크 접속 장치는 전송매체에 의해 서로 연결됨

유선 전송 매체 → 케이블

무선 전송 매체 → 전파 (파장 + 주파수)

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네트워크의 형태

1. 근거리 네트워크 (LAN, Local Area Network)

• 범위가 건물 안이나 특정 지역인 네트워크 → 유선 케이블, 적외선 링크, 무선 송수신기 등을 이용하여 통신
• 집이나 빌딩 안에 있는 사무실 등 지리적으로 제한 된 곳에서 컴퓨터와 프린터, 스캐너등을 연결할 수 있는 네트워크

2. 광역 네트워크 (WAN, Wide Area Network)

• 2개 이상의 LAN을 넓은 지역에 걸쳐 연결한 것
• WAS은 ISP가 제공하는 서비스를 사용하여 구축한 네트워크 (ISP : Internet Servie Provider)

위 두가지도, 특정 범위 내에서 사용하는 네트워크의 집합을 LAN , 이러한 LAN의 집합을 WAN이라고 생각하자

3. 인트라넷 (Intranet)

• 인터넷에서 사용하는 회선과 여러 기반 기술을 이용하여 구축하는 사설 네트워크
• 조직 내에서만 사용 가능한 사내망으로, 조직 내부에서만 접근 가능
• 같은 조직이지만, 서로 지역이 다르다면 가장 가까운 ISP까지만 연결하여 적은 비용으로 네트워크 구축 가능 (군대에서 썼던걸로 기억)

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네트워크 접속 장치

• 컴퓨터나 네트워크 장치는 LAN카드 (NIC : Network Interface Controller) 를 사용하여 네트워크 연결 가능
• 네트워킹 문제 해결 : 허브, 중계기, 게이트웨이, 라우터 등을 이용

1. LAN 카드 (NIC , Network Interface Controller)

두대 이상의 컴퓨터를 구성하기 위해 외부 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신 할 수 있도록 컴퓨터 내부에 설치하는 카드 (외장으로도 있음)

• 네트워크에 연결하는 물리적 장치에는 반드시 하나 이사의 LAN 카드 필요
• LAN 카드는 전송 매체에 접속하는 역할과 데이터 입출력 및 송수신, 프로토콜 처리를 담당
• LAN 카드에는 고유 식별 번호가 있는데, 이를 MAC 주소 라고 한다

2. 허브(Hub)

여러 개의 입출력 포트가 있는 특수한 형태의 네트워크 장치

1. 더미 허브 (Dummy hub)
   • 데이터를 네트워크의 다른 컴퓨터로 전송하는 장치로, 단순히 컴퓨터와 컴퓨터 간의 네트워크를 중계하는 역할
   • 네트워크의 전체 대역폭을 노드 수만큼 분할해서 사용 → 단점은 허브에 연결된 노드 수가 증가하면 네트워크의 속도 저하(Ex. 100Mbps 만큼 제공하는 이더넷이 4포트 허브로 4대 연결시 25Mpbs 대역폭만 할당)
2. 스위칭 허브 (Switching Hub == 스위치)
   • 수신 측 주소를 읽어 그 주소의 단말기로만 데이터를 보내는 기능
   • 반면에 더미 허브는 받은 데이터를 접속된 모든 단말기에 전송
   • 그러므로, 노드 수만큼 분할해서 사용하는 더미 허브의 문제점을 해결 (모두 100Mbps 보장, 점대점)
3. 스태커블 허브 (Stackable Hub)
   • 스택 접속 포트를 갖춘 허브로, 허브와 허브 사이를 연결하여 용량을 확장 (허브에서 제공하는 포트수 초과시 사용)
   • 스태킹을 위한 장치는 마스터 허브와 슬레이브 허브로 구성
4. 인텔리전트 허브 (Intelligent Hub)
   • 신호의 조절과 변경 등 다양한 지능형 기능을 포함 한 허브
   • 네트워크 관리 시스템을 통해 문제가 있는 포트는 강제 차단 → 다른 포트 정상 작동 하도록 관리

3. 스위치 (Switch)

==스위칭 허브

컴퓨터에 할당된 대역폭을 극대화 하는 장치

→ 허브와 달리 근거리 통신망이 제공하는 대역폭을 컴퓨터로 모두 전송

예를 들어, 고속 이더넷 스위치를 통해 연결된 컴퓨터의 개수 상관없이 보편적으로 100Mbps 제공하며, 1G나 10 대역폭을 제공한다

• 스위치는 하드웨어로 처리하므로 브리지보다 처리 속도가 빠르다
• 데이터를 동시에 송수신 할 수 있어서 허브보다 빠른 속도로 데이터 전송이 가능하다

4. 브리지 (Bridge)

2개 이상의 근거리 통신망을 연결하여 네트워크로 만드는 장치

(동일한 네트워크에서 두개 이상의 LAN을 연결하는 장치)

• 수신지 주소에 따라 특정 네트워크 트래픽만 통과 시킬 수 있도록 설계된 특수한 형태의 네트워크 스위치
• 받은 신호를 증폭시키고, 입출력을 연결하는 면에서 스위치와 유사
• 스위치와 가장 큰 차이점은 네트워크 트래픽을 줄이기 위해 네트워크를 세그먼트 단위로 분할
• 세그먼트(segment)는 하나의 허브나 스위치로 구성된 가장 작은 규모의 네트워크 → 대역폭 증가를 위해 여러개의 세그먼트 사용

5. 게이트웨이 (Gateway)

종류가 다른 2개 이상의 네트워크를 서로 접속하여 정보를 주고 받을 수 있는 장치

• 근거리 통신망 등 하나의 네트워크를 다른 네트워크와 연결할 때 사용
• 브리지와 달리 서로 다른 프로토콜 통신망 간에도 프로토콜을 변환하여 정보를 주고 받을 수 있다

브리지 VS 게이트웨이 쉽게 이해하기

브리지 : Java 개발 1팀과 Java 개발 2팀 을 연결하는 통로 (같은 인터페이스)

게이트웨이 : Java 개발팀과 Python 개발팀을 연결하는 통역사 (두가지 언어를 모두 사용할 줄 안다)

6. 중계기 (Repreater)

접속 시스템 수를 증가시키거나, 네트워크 전송 거리를 연장하기 위해 사용하는 장치

• 네트워크에서 신호를 수신하여 증폭한 후 다음 구간으로 재전송 하는 역할
• 신호를 증폭할 뿐(반복적 신호 재생), 데이터 내용 변경X

7. 라우터 (Router)

서로 다른 네트워크 간에 통신하고, 데이터를 가장 효율적인 경로로 전달되도록 사용하는 장치

• 구조가 다른 망을 연결할 수 있어, LAN과 WAN을 연결하거나, 인터넷과 로컬 네트워크를 연결하는데 사용
• IP 주소를 기반으로 네트워크 간에 데이터를 전달하고, 최적의 경로 탐색
• 오류 패킷 폐기, 혼잡 제어
• 논리 주소에 따라 트래픽 방향 지정
• 둘 이상의 네트워크 연결
• 웹 페이지 요청을 수신지로 전송
• 방화벽 , NAT등 역할 수행