[컴퓨터 네트워크] 네트워크 용어 및 기능

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[네트워크 관련 기초용어와 네트워크 기능]

 

1. 네트워크 관련 용어

 

• 네트워크: 전송 매체를 통해 여러 시스템이 서로 연결되어 데이터를 주고받는 시스템의 집합. 네트워크는 다양한 기기와 시스템 간의 상호작용을 지원하며, 인터넷은 그 중 가장 대표적인 예이다.
• 시스템: 내부 규칙에 따라 능동적으로 동작하는 대상이며, 컴퓨터, 자동차, 운영체제 등 다양한 종류가 있다.
• 경제성: 데이터를 수집, 처리, 가공하여 정보를 생성하는 과정에서 비용을 절감할 수 있는 가능성을 말한다.
• 인터넷: 전 세계의 네트워크가 유기적으로 연결되어 동작하는 통합 네트워크로, 인터넷의 핵심 프로토콜은 IP(Internet Protocol)이다.
• 표준화: 서로 다른 시스템이 상호 작용하고 데이터를 주고받기 위해서는 통일된 형식과 규칙이 필요하며, 이를 표준화라고 한다.
• 전송매체: 데이터를 전달하는 물리적 수단으로, 유선(구리선, 광섬유 등)과 무선(와이파이, 위성 등) 매체가 있다.
• 프로토콜: 네트워크에서 데이터를 주고받기 위한 통신 규칙이다. 서로 다른 시스템이 원활하게 통신하기 위해서는 동일한 프로토콜을 사용해야 한다.

 

 

2. 시스템 기초 용어

• 노드 : 인터넷에 연결된 시스템의 가장 일반적인 용어로 네트워크에 연결된 모든 장치를 가리키며, 각 장치마다 고유한 IP 주소가 부여된다.
• 서버 : 특정 서비스를 제공하는 시스템입니다. 웹 서버, 파일 서버 등이 대표적이다.
• 호스트 : 컴퓨팅 기능을 갖춘 시스템으로, 서버와 클라이언트를 모두 포함한다.
• 클라이언트 : 서버에 서비스를 요청하는 시스템으로  사용자가 웹 브라우저를 통해 웹 페이지를 요청하는 방식이 대표적이다.

 

3. 네트워크의 기능

 

1) 프로토콜과 인터페이스

• 프로토콜 : 컴퓨터간에 정보를 주고 받을 때의 통신 방법에 대한 규칙과 약속으로 네트워크에 연결된 컴퓨터가 데이터를 교환할 때 따르는 통신 규칙. 데이터 전송 방식, 오류 제어, 흐름 제어 등의 규칙이 포함된다.

• 인터페이스 : 네트워크 계층 간 데이터를 주고받기 위한 규칙이다. 상위 계층과 하위 계층 간 상호작용 방식을 정의하며, 하위 계층이 상위 계층에 서비스를 제공한다.
• 서비스 : 하위 계층이 상위 계층에 제공하는 인터페이스

 

2) 인터네트워킹

• 인터네트워킹 : 여러 네트워크(컴퓨터 망)들을 서로 연결하여 더 큰 네트워크를 형성하는 기술. (ex. 로컬 네트워크(LAN)를 인터넷과 연결할 때 인터네트워킹 기술 사용)

 

• 게이트웨이 : 인터네트워킹 기능을 수행하는 시스템. 서로 다른 네트워크를 연결하는 장치로, 주로 서로 다른 프로토콜을 사용하는 네트워크 간의 데이터 변환을 담당.
• 리피터 : 물리 계층에서 신호를 증폭하여 더 먼 거리까지 데이터를 전송하는 장치
• 브리지 : 물리 계층과 데이터 링크 계층에서 작동하며, 네트워크를 연결하고 트래픽을 관리
• 라우터 : 네트워크 계층에서 작동하여 서로 다른 네트워크 간 데이터를 라우팅(전송 경로 결정)하는 장치

3) 데이터의 단위

- 데이터 교환 시 먼저 데이터를 특정 형태로 규격화 하는 작업 필요

• APDU : 응용 계층의 데이터 단위
• PPDU :  표현 계층의 데이터 단위
• SPDU : 세션 계층의 데이터 단위
• TPDU : 전송 계층의 데이터 단위
  • 세그먼트 : TCP 프로토콜에서 사용
  • 데이터그램 : UDP 프로토콜에서 사용

• NPDU : 네트워크 계층의 데이터 단위로 보통 패킷이라 부름
• DPDU : 데이터 링크 계층의 데이터 단위로 보통 프레임이라 부름

 

 

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[네트워크 주소의 표현]

1. 구분자(식별자)

- 네트워크에서 각 시스템은 고유한 식별자를 가져야 한다. 이는 데이터를 정확히 특정 시스템으로 전송하기 위함이다. 이 때 고유의 구분자를 숫자로 된 주소로 표현(컴퓨터는 숫자로 읽기 때문)

• 유일성 : 시스템 각각이 고유한 식별자(ID)를 가져서 서로를 구분할 수 있게 해야 함
• 확장성 : 네트워크는 확장성이 보장되어 시스템을 수용할 수 있는 최대 한계 범위를 잘 설정 해야함(IPv4에서 IPv6로 전환)
• 현리성 : 식별자는 효율적인 시스템 운영을 위해 필요한 정보를 포함해야 한다. 주소를 이용하면 시스템의 내부 처리 구조를 효율적으로 운용할 수 있다.
• 정보의 함축 : 응용 환경에 필요한 각종의 정보가 들어가 있다.

2. 주소와 이름

1) 주소

- 컴퓨터가 처리하기 쉬운 숫자로 된 고유 식별자입니다. (ex. IP 주소)

 

2) 이름

- 사용자가 기억하기 쉬운 문자열로 구성된 식별자로, 호스트 이름이 해당된다. 호스트 이름은 계층적 구조를 가졌고, 유일한 도메인, 단 하나의 이름이기 때문에 식별자에 해당한다.

 

3. 네트워크 주소

1) 도메인 네임과 호스트 네임

- 도메인은 그룹 개념이고 호스트는 그룹에 속한 컴퓨터나 시스템을 의미함

- 호스트 네임은 이름, 도메인 네임은 성이라고 생각하면 쉬움

 

2) IP주소

• IPv4
  • 32비트(4바이트) 크기의 주소 체계
  • IP주소는 4개의 10진수와 .(dot)으로 표현(ex. 127.0.0.1)
  • IPv6에서는 128비트로 확장
  • IPv4 주소가 부족한데 아직도 쓰는 이유는 기존 인프라와 장비가 IPv4 기준으로 설계되었기 때문

• IPv6 도입의 필요성
  • A클래스의 주소를 할당 받으면 호스트 1,600만 개를 할당 받을 수 있음
  • C클래스는 주소를 356개만 할당 받을 수 있는데 이 수는 충분치 못함
  • D클래스와 E클래스에서도 주소 수백만개가 낭비되고 있음
  • IPv4는 산술적으로 주소를 43억개 할당할 수 있지만 클래스별 주소 분류 방식 때문에 사용하지 않는 주소가 많음
  • 4차 산업혁명 시대에는 단말기마다 IP가 부여되는 환경으로 IPv4를 사용하면 IP 부족
  • IPv4 주소 공간(약 40억개)는 이미 고갈된 상태
  • IPv6은 128비트로 구성되며, 긴 주소를 쉽게 읽을 수 있도록 16비트씩 콜론(:)으로 나누어 각 필드를 16진수로 표현하는 방법을 사용
  • 기존 IPv4 주소도 하위 32비트는 IPv4 주소를 그대로 채우고 상위 비트는 모두 0으로 채워 IPv6주소로 표현할 수 있음
• IPv4 주소 클래스
  • A클래스는 처음 8비트가 네트워크 ID이고 다음 24비트가 호스트 ID
  • B클래스는 처음 16비트가 네트워크 ID이고 다음 16비트가 호스트 ID
  • C클래스는 처음 24비트가 네트워크 ID이고 다음 8비트가 호스트 ID

• Reserved IP address(지정된 IP 주소)
  • 0.0.0.0 : 모든 IP를 의미
  • a.b.c.255 : a.b.c 서브망의 모든 호스트
  • 127.0.0.1 : local host, 즉 자기 자신을 가리키는 IP 주소(loopback). 네트워크가 아니라 PC 자체의 연결 만을 수신

3) 호스트 이름

• 사람이 이해하기 쉽도록 .(dot)으로 구분된 레이블로 구성
• 레이블은 1개에서 53개까지 영문자와 숫자, 하이픈으로 구성할 수 있는데, 반드시 영문자로 시작해야 함
• 호스트 이름은 대소문자 구분이 없음
• 클라이언트에서 호스트 이름으로 서비스를 요청하면 상위 계층에서 DNS(Domain Name System)로 요청해 IP 주소를 받아오고, IP 주소로 네트워크 계층에 서비스를 요청하는 방식

4) 일반적인 국가 도메인 호스트 이름 구성

- {호스트}.{단체}.{단체 종류}.{국가 도메인} (ex. abs.korea.co.kr)

- 국가 도메인

- ISO 3166에서 정의한 두 글자 국가 코드 이용(ex. )

- 한글 호스트 네임도 가능

 

5) 호스트 이름과 IP 주소 변환

 

3. 주소 정보의 관리

1) 도메인 이름

- 일반 사용자가 호스트를 지칭할 때 사용하는 호스트 이름

 

2) FQDN(Fully Qualified Domain Name)

- 호스트 이름과 도메인 이름을 함께 표기한 것을 의미(www가 호스트 이름이고 daum.com 이 도메인 이름이라면 www.daum.com  은 FQDN이 됨)

 

3) 호스트 파일

- 호스트 이름이 몇 개 되지 않았을 때는 호스트 이름과 주소를 파일에 보관했음

- 현재는 UNIX(OS의 일종) 에서 이러한 흔적만 발견할 수 있음(/etc/hosts)

 

4) DNS(Domain Name System)

- 웹브라우저에서 특정 호스트 이름을 입력하면 DNS서비스를 요청해 일련의 과정 진행

- 주소와 이름 정보를 자동으로 유지하고 관리하는 분산 데이터베이스 시스템

 

4. 기타 주소

1) MAC(Medium Access COntrol)주소

- IP주소를 로컬에서 사용하기 위해 MAC주소로 변환하는 과정 필요(ARP - Adress Resolution Protocol), 일반적으로 LAN카드에 내장되어 있음

 

2) IP주소

- IP주소는 네트워크 계층의 기능을 수행하는 IP Protocol에서 사용

 

3) 포트 주소

- 전송 계층에서 사용하며, 서비스(프로세스)를 구분, 호스트에서 실행되는 프로세스를 구분해 줌(ex. 웹서비스 포트 80번)

- 포트번호 또는 소켓 주소라는 용어를 사용하기도 함

 

4) 메일 주소

- 응용계층의 메일 시스템에서 사용자를 구분하려고 사용

- wldms@korea.co.kr 처럼 사용자 이름과 호스트 이름을 @문자로 구분해 표기

 

 

 

 

 

[출처: 건국사이버평생교육원 - 컴퓨터네트워크]