NAT 1일차

네트워크란 무엇인가?

 

네트워크란 노드들이 데이터를 공유할 수 있게 하는 디지털 전기 통신망의 하나이다.

 

무슨 말이냐면 분산되어 있는 컴퓨터를 통신망으로 연결한 것을 말한다.

 

네트워크에서는 여러 장치들을 노드 간 연결을 사용하여 서로에게 데이터를 교환한다.

 

인터넷이란 무엇인가?

 

인터넷이란 문서나 그림, 영상같은 여러가지 데이터를 공유하도록 구성된 가장 큰 네트워크다

 

흔히 www를 인터넷으로 착각하는 경우가 많은데 www는 인터넷을 통해 웹과 관련된 데이터를 공유하는 것이다.

 

 

네트워크의 분류

 

먼저 크기에 따른 분류를 알아보자

 

LAN (Local Area Network)

WAN (Wide Area Network)

MAN (Metropolitan Area Network)

위 세가지가 현재 가장 많이 사용되고 있는 네트워크이다.

 

이 말고도 몇가지 더 있는데 (VLAN,CAN,PAN...) 자세한건 나중에 알아보자.

 

LAN (Local Area Network)

LAN은 남자라면 이미 익숙할것이다.

 

친구들과 같이 피시방에서 게임을 할 때 사용하던 네트워크가 바로 LAN이다.

 

LAN 은 사용자가 포함된 지역 네트워크를 의미한다. 

 

쉽게 말하자면 학교,회사,집에서 컴퓨터,IP 전화기 같은 장비를 서로 연결한 것이다.

 

컴퓨터로 1대1로 직접 연결하는게 아니라 스위치 or 공유기등을 이용해서 연결하는것이다.

 

WAN (Wide Area Network)

WAN은 Wide Area Network 로 LAN과 LAN 사이를 광범위한 지역 단위로 구성하는 네트워크이다.

 

보통 우리가 집에 있는 컴퓨터로 인터넷에 접속을 할 때 , ISP(Intrenet Service Provider) 네트워크 망을

 

통해 접속을 한다. 우리 집에 있는 컴퓨터가 ISP 업체(KT,SK,LG)에서 설치해선 랜선을 통해 밖으로 나가

 

서버실에 있는 웹서버에 가서 접속을 하는것이다.

 

네트워크는 작은 네트워크들이 서로 합쳐져서 커지고 또 합쳐져 하나의 큰 네트워크가 된다.

 

 

MAN (Metropolitan Area Network)

MAN은 LAN보단 크지만 WAN보다는 작은 도시권 통신망이다.

 

대도시 통신망, 도시권 통신망, 중거리 통신망이라고 부르기도 한다.

 

WAN보다는 규모가 작지만, 그렇다고 너무 작은것도 아니다,

 

LAN들의 집합이 MAN이라고 할 수 있으니까 말이다.

 

// LAN은 사무실정도의 규모이다, 그 LAN들이 모여서 도시정도의 규모를 가진것이 

   MAN이고 MAN들이 모여서 나라들끼리 네트워크를 사용하는데 그것들이 연결이 되서

   WAN이 되는것이라 생각하면된다.

 

연결 형태에 따른 분류

 

Star 형

Mesh 형

Tree 형

링형

버스형

 

 

Star 형

 

Star Topology (성 형)

스타형은 중앙집중식 구조를 가지고 있다. 즉, 중앙에 위치한 주 노드(허브)에 연결된 케이블로

다른 노드(컴퓨터)들을 연결해주는 것이다. 송신 컴퓨터가 전송한 신호는 허브를 통해 네트워크의

모든 컴퓨터들에게 보내진다. Point - to - point 방식으로 회선을 연결하고, 모든 장치들은 중앙

컴퓨터를 통해서만 데이터를 교환할 수 있다. 장치가 고장나더라도 다른 장치들에게 영향을 주지 않는다.

하지만 중앙 컴퓨터가 고장이 나게 되면 전체 통신망이 멈추게 된다.

 

Mesh 형

 

Mesh Topology (망 형)

메쉬형은 네트워크상의 모든 노드를 상호연결한다. 모든 지점의 장치를 서로 연결한 형태로 연결성이 높고

많은 장치와의 통신양이 많을때 유리하다. 회선에 문제가 생겼을 때는 다른 경로를 이용해 

데이터를 전송할 수 있다. 즉, 각각의 네트워크 장비는 두 개 이상의 선로를 보유하면서 같은 네트워크에

속해있는 다른 네트워크 장비에 연결할 수 있다는 것이다. 메쉬형은 네트워크중에 통신선로 총 길이가

가장 긴 네트워크 구조이다. 초기 데이터 통신 네트워크의 전형적인 형태이고 공중 통신망에 많이 사용된다.

컴퓨터들이 각 1대 1로 연결되어 그물 모양을 이루고 있고 안정적이다.

 

Tree 형

 

Tree Topology (계층 형)

트리형은 중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말 장치까지는 하나의 통신 회선으로 연결된다.

이웃하는 단말장치는 일정 지역 내에 설치된 중간 단말장치로부터 다시 연결이 되고, 접속되는

다말기의 숫자에 맞는 통신장비 이용이 가능하다. 하나의 노드의 여러개의 노드가 트리형으로

연결되어 있는 형태이고 데이터는 양방향으로 모든 노드에 전송된다.

상위 노드에 문제가 생길시 하위 노드 모두에 영향을 끼친다.

중앙지점에서 고장이 발생하면 네트워크가 마비가 된다.

 

Ring 형

 

Ring Topology (링 형)

링형은 컴퓨터를 하나의 원을 이루도록 연결하며, 각 장치는 고유한 주소를 가지게 되고

케이블로 고리를 형성하고 이 고리에는 네트워크 장비들을 설치한다. 

인접한 노드와 연결되어 원형을 이루는 형태이고, 각 노드는 데이터의 송수신을 제어하는

엑세스 제어논리(토큰) 을 보유하고 있다. Token Passing(토큰 패싱) 이라는 방법을 통해 데이터를

전송하고 만약 장애가 발견된다면 데이터가 왔던 경로로 되돌아간다.

 

Bus 형

 

Bus Topology (버스 형)

버스형은 하나의 통신 회선에 여러 컴퓨터를 연결해서 전송하는 방법으로, 신호와 관련이 있는

장치들만이 그들에게 주목하고, 그 외의 장치들은 신호를 무시한다. 즉, 본래의 신호에 코드화되어 있는

주소와 일치하는 주소를 가진 컴퓨터만이 반응한다. 간선과 각 단말 장치와의 접속은 간단한

접속장치를 붙이는 것만으로도 가능하고 서로 가까운 거리의 장치들을 연결할때 적절하다.

 

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네트워크의 통신방식

 

유니 캐스트

 

멀티 캐스트

 

브로드 캐스트

 

 

  " 유니 캐스트 Unicast "

유니 캐스트는 1:1로 데이터를 전달하는 통신 방식이다. 데이터를 보내는 PC는 자신의 맥주소를 적고

받는 쪽 PC의 맥주소도 적어 프레임에 감싸 데이터를 전달한다.  그 다음 같은 지역의 로컬 네트워크 환경은

일반적으로 공유된 통신 방식을 취하기 때문에 일단 같은 네트워크 서식지에 있는 모든 PC는  프레임을 받게 된다.

각각의 PC는 받는쪽 맥주소와 자신의 랜 카드 맥주소를 비교하고, 맥 주소가 다르다면 CPU에게 보내지 않고

프레임을 폐기처분한다. 만약 맥주소가 같다면 PC는 CPU위에 프레임을 올린다

 

 

 

 " 멀티 캐스트 Multicast "

멀티 캐스트는 자신이 정한 사용자에게만 데이트를 주고싶을때 사용한다. 즉, 특정 그룹에게 데이터를보내는 방식이다. 유니캐스트로 50명에게 각각 50번씩 보낼 수 있지만 이것은 서버에게 정말 안좋은 짓이다.브로드 캐스트로 한번에 보낼수도 있지만, 이것 역시 나머지 사용자에겐 불필요한 데이터를 주어 CPU에안좋은 영향을 준다.  따라서 멀티 캐스트를 이용해야 하는데 멀티 캐스트는 라우터와 스위치가 멀티캐스트지원을 해줘야 가능하다.

 

" 브로드 캐스트 BroadCast "

브로드 캐스트는 같은 네트워크 서식지에 있는 PC들에게 데이터를 주는 방식이다. 즉 패킷,프레임을 받는 PC의 맥주소가 실제 프레임에 적혀있는 맥주소와 일치하지 않더라도 폐기하지 않고 CPU에게 인터럽트를 걸고우선적으로 받은 패킷을 처리하게 한다. 자신의 랜카드 맥주소와 일치하지 않는 패킷을 받더라도 PC는 CPU에게패킷을 처리하게 시키는 것이다. 그래서 너무 많은 브로드 캐스트는 같은 서식지의 네트워크에 많은 노드를 발생시켜그 안에 있는 PC와 CPU의 성능을 저하시킬수 있다. 

 

 

네트워크 프로토콜 

 

Protocol 이란 두 관련 프로그램간에 교환되는 데이터에 일정한 형태를 규정하는 규칙을 말하며 

데이터의 교환을 효율적으로 만드는 기능을 수행한다. 데이터 처리 시스템에서는 통신의 복잡성으로 인하여

하나의 프로토콜에서 모든 작업을 수행하는것은 바람직하지 않다. 그래서 서로 다른 기능을 수행하고 상호작용을

통하여 사용자에게 제공하는 다중의 프로토콜 층 형태로 이루어진 다수의 프로토콜을 사용한다.

 

- OSI(Open Systems Interconnert) 참조모델   ISO(International Standards Organization)에 의해 발전된 구조모델로  데이터 통신의 구조와 기능을 묘사하는데 자주 사용된다.  하나의 일을 수행하기 위해 관련기능들을 그룹화한 계층화의 개념으로 구성되어 있다.

 

 (1) Physical layer
  - 데이터 전송 신호를 운반하는데 요구되는 하드웨어의 특성을 정의
  - 전압레벨, 인터페이스 핀의 위치와 수 같은 것들이 이층에서 정의된다.

 (2) Data link layer
  - 신뢰할 수 있는 정보의 전송을 보장하고 전송매체에 연결된 스테이션들에 주소를 지정하는 것
 

 (3) Network layer
  - Network를 통한 연결을 관리
  - 패킷을 교환노드에 전송하는 방법 등을 통하여 두 스테이션간의 가상경로를 만듬.
  - 일반적으로 IP(Internet Protocol)을 TCP/IP의 네트워크층으로 본다.
 

 (4) Transport layer
  - 수신측이 전송된 데이터를 그대로 받을 수 있도록 보장한다.
  - TCP/IP 의 TCP 및 UDP등이 속한다.

 

 (5) Session layer
  - Transport 개체간의 연결에 있어서 메시지의 교환을 제어하는 역할
  - 전송방향의 변경, 연결에 대한 인터럽트후 세션의 재시작 등을 관리
 

 (6) Presentation layer
  - 데이터를 교환하기 위해 함께 일하는 응용 층들은 어떻게 데이터를 표현할지를 동의해야 한다.
  - 표준 데이터 표현루틴을 제공
 

 (7) Application layer
  - 사용자가 사용하는 네트워크 프로세서들이 있는 프로토콜 계층
  - Telnet, HTTP, 등

 

 - 프로토콜의 기능

 

통신 양단의 주소지정 데이터 흐름의 제어 및 신뢰할 수 있는 전송 서비스 제공.

에러감시 - Error detection : checksums, sequence numbers, acknowledgements

에러제거 - Error elimination : retransmission of packets, correction methods

주소지정 - Addressing : address fields

흐름제어 - Flow control : receive windwos, acknowledge

 

 - 프로토콜의 형태별 분류

 

연결위주 형과 비연결형으로 나눠진다. 연결위주 형은 호출된 개체들이 서로 인식이 되어지고,

몇 가지 형식의 데이터가 교환된 후 연결이 확립되면 데이터가 교환된다. 그리고 서로간의

데이터 교환이 명백하게 이루어졌음을 합의해야 연결이 해제되며, 비연결형은 규격에 맞는

데이터를 단순히 전송하기만 하므로 신뢰도가 떨어지나 연결위주 형보다 간단하기 때문에

속도가 빠르다.

 

 

오늘은 여기까지 알아보도록 하자..