네트워크 - The Internet and Protocol
컴퓨터 네트워크를 공부하면서 정리를 한 내용들 입니다.
-참고 K-mooc 부산 대학교 유영환 교수님 : 컴퓨터 네트워크 강의
What is Internet?
인터넷의 어원은 inter라는 접두어와 net(work)가 합쳐진 말이라고 볼 수 있습니다.
영어에서 inter라고 하면 무엇과 무엇의 사이, 둘 사이의 관계, 연결을 나타내는 말입니다.
이것을 분석 해보면 network of networks라고 말할 수 있습니다.
뒤에 나오는 networks는 우리가 사용하는 여러 실제 노드들이 연결되는 네트워크이고,
그런 네트워크 간의 연결이 인터넷이라고 말 하는 것입니다.
What Compose the Internet?
인터넷이 어떠한 것들로 이루어져 있는가를 살펴 봅니다.
크게 하드웨어적인 구성요소와 소프트웨어적인 구성요소로 나누어 볼 수 있습니다.
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하드웨어 구성요소
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end host : 말단 호스트(네트워크의 끝부분에 달려있는 호스트들)
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interconnection devices : end host들을 이어주는 중간 장비들 (router, switch, repeater)
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Links : end host나 interconnection device들은 link를 통해 연결됩니다.(cooper, fiber, radio, satellite)
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소프트웨어 구성요소
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operating software : 운영체제
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application program : 운영체제 위에 각종 응용프로그램 ( 웹 브라우저, 메신져 프로그램 등 )
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Communication Protocol
Definition
일반적인 용어로 사전을 찾아보면 외교 용어라고 합니다.
두 나라의 정상이 만날 때, 어떤식으로 만날지, 어떤 절차를 거쳐서 하는지 등과 같은 약속을 프로토콜이라고 합니다.
위키피디아에서 정의하는 커뮤니케이션 프로토콜은
전화망이나 컴퓨터 네트워킹에서 데이터를 전달하는 과정을 정의한 룰(rule) 또는 규약(regulation)
regulation은 규제가 있는, 좀 더 엄격한 규칙으로 통신을 하기 위해서 반드시 지켜야 하는 약간의 강제성이 있는 규칙이라고 생각하면 됩니다.
Network Structure
네트워크는 크게 구조적으로 두 부분으로 나누어 볼 수 있습니다.
한 쪽은 네트워크 엣지(network edge), 다른 쪽은 네트워크 코어(network core)입니다.
Network Edge
네트워크의 말단 부분으로서, 사용자들이 존재하고 있는, 사용자들이 직접 접하는 네트워크를 말합니다.
예를 들어 스마트폰을 이용한 모바일 네트워크, 가정에서의 홈 네트워크, 기관 네트워크 이런 것들이 해당합니다.
네트워크 엣지를 구성하는 요소들을 보면 아래와 같습니다.
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Host : Client와 Server 컴퓨터들이 들어있습니다.
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Servers often in data center
그런데 이런 앤드시스템(host와 server)들을 실제 연결해 주는 네트워크가 필요 할 겁니다.
그런 네트워크들을 Access network라고 부릅니다.
사용자가 자신의 모바일 장치나 랩탑이나 컴퓨터를 가지고 네트워크에 접속하는 최초의 접속점을
엣지 라우터라 하고, 이 엣지 라우터와의 연결을 위한 네트워크가 엑세스 네트워크 입니다.
Access network
엑세스 네트워크에는 크게 세가지로 나누어 집니다.
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residential accss network : 보통 홈 네트워크를 말합니다.
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institutional access network : 학교나 회사 같은 기관의 네트워크를 뜻합니다.
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wireless access network : 무선 전화망으로 접속하는 그런 경우 또는 와이파이로 접속하는 경우
residential accss network
가장 시초가 DSL(Digital subscriber line)이라고 볼 수 있습니다.
DSL은 기존의 전화망을 사용한 인터넷 입니다.
최초의 전화가 나왔을 때, 우리 사람의 목소리를 파장에 담아 보냈는데 사람들이
목소리와 함께 데이터를 보내었고, 이것이 최초의 가정에서의 인터넷을 사용한 형태입니다.
두번째는 cable을 통해서 입니다.
우리나라에서는 잘 쓰이지 않지만 미국에서는 케이블을 통해서 TV를 보는 사람들이 많습니다.
케이블은 케이블 회사에서 전체 사용하고 있는 채널이 있으면, 이를 나누어서 서로다른 파형을 갖는
채널들이 힜으면 이 채널 하나 하나를 KBS, MBC, SBS 이런 식으로 나누어서 데이터를 전달 합니다.
그런데 이 중에 입루를 인터넷 데이터를 전달 하기 위한 채널로 사용하는 겁니다.
이런 케이블 선을 통해 전달된 데이터가 케이블 모뎀 터미네이션 시스템이라는 곳에서 분리가 되고,
데이터는 인터넷으로 전달이 되고, 반대로 들어오는 데이터도 여기서 일반적인 데이터 채널에다 담아서
가정에 보내는 겁니다.
전달하는 매체만 다를 뿐 DSL과 비슷한 방식으로 동작합니다.
세번째는 우리나라에서 사용하는 일반적인 인터넷 사용 형식입니다.
FTTH(Fiber-to-the-Home) 라고 부르는데 말 그대로 가정에 거의 앞까지 광 케이블이 깔리는 형식입니다.
광케이블은 앞서나온 DSL 라인이라던지 케이블 보다는 전달할 수 있는 데이터양이 많고, 빠르게 전달이 가능합니다.
이런 광케이블을 각 가정이나 아파트 단지 같은곳엔 optical network terminal 이라는 것이 설치가 되고,
이것이 하는 일은 집 밖으로부터는 광케이블에서 데이터를 전달, 안쪽에서는 전자의 흐름으로 데이터를 전달합니다.
Institutional access network
일반적으로 기관 네트워크는 이더넷(ethernet)을 기반으로 합니다.
모든 랜카드가 이더넷은 아니지만, 보통 우리가 말하는 랜 카드를 이더넷이라고 합니다.
랜 카드를 각각의 컴퓨터에 꽃고, 이러한 것들을 이더넷 스위치가 모아서, 실제 외부 라우터에 연결하는 형태입니다.
이더넷의 위치는 와이파이 엑세스 포인터도 연결되어서, 와이파이로 접속 한 데이터들을 모아서 스위치로 전달하기도 합니다.
그리고 기관들에는 보통 웹 서버나 메일 서버와 같은 것들이 존재하기 때문에 이런 것도 기관 네트워크에 포함이 되고, 역시 이더넷 스위치를 통해 외부 인터넷에 접속이 됩니다.
wireless access network
우리가 무선에서 가장 많이 쓰는 네트워크 2가지는
Wi-fi라고 불리는 wireless LAN 과
휴대전화망(Cellular network)가 있습니다.
예전에는 무선 네트워크가 유선 네트워크를 보조 해 주는 정도의 역할이었지만
이제는 대부분의 가정에서도 유선 없이 무선으로만 네트워크에 접속하는 경우가 굉장히 많아졌습니다.
와이파이 같은 경우 와이파이 공유기가 꼭 있어야만 사용 할 수 있으니,
가정이나 직장이나 이런 한정된 공간에서 사용합니다.
한편 셀룰러 네트워크는 길을 돌아다니면서 인터넷을 할 때 가장 편리합니다.
물론 와이파이보다는 속도가 느리지만, 이것이 이동성을 생각하면 굉장히 빠른 속도의 발전이 이루어 졌습니다.