컴퓨터 네트워크 개요 및 용어정리

What's the Internet? 

1. Nuts and bolts view (기본 관점)

millions of connected computing devices: 수 많은 컴퓨팅 기기 들이 연결되어 있는 것

network of networks

protocols control sending, receiving of messages (TCP, IP, HTT, Skype, 802.11)

hosts = end system (단말)

running network apps

단말이란?

데이터 통신에서 신호를 보내거나 받는 측의 한쪽 끝에 달린 장치가 단말기인데 단순히 어떤 사람이 신호를 보낼 수 있는 장치를 가지고 있다면 그것이 단말기가 되는 것이다.

2. A service view (서비스 관점)

Infrastructure that provides services to applications (Web, email, games, e-commerce, social nets)

provides programming interface to apps

What is Protocol 프로토콜이란 무엇인가?

protocols define format, order of messages sent and received among network entities, and actions taken on message transmission, receipt

프로토콜은 조약 약속이라고 사전에 나온다. 어떤 경우에서든지 상대방과 합의된 무엇인가라는 것을 알 수 있다. 컴퓨터에서의 프로토콜이란 컴퓨터나 원거리 통신 장비에서 메세지를 주고 받는 양식과 규칙이다. 컴퓨터 즉, 통신에서는 통신 프로토콜이라고 명시를 해주는 것이 일반적이다. 위의 영문 정의에서 entities라고 나왔는데 이것은 "실체"라는 뜻이다. 네트워크 실체에 대해서 규칙을 정의한다??

사람들간의 프로토콜 즉, 대화에 있어서는 암묵적 규칙 등이 존재한다. 예를 들어서 서로 얘기하다가 한 명이 제대로 듣지 못하는 경우, "다시 말해줄래?" "뭐라고?" 라던지 되묻는 말을 할 수 있다. 또는 "좀 천천히좀 말해"라던지 여러 의사표현이 가능하다. 하지만 컴퓨터는 그런 지능을 갖고 있지 않다. 그래서 통신 프로토콜 즉, 규칙이 필요한 것이다. 

ISO, TCP/IP 같은 프로토콜들이 있으며 이것은 잘 논리정연하게 잘 구조화 되어있다. 가장 나중에 만들어진 OSI는 국제 표준 기구인 ISO에서 만들어진 7 계층을 갖는 구조로서 교과서적인 프로토콜도 있다. 

프로토콜을 분류할 때 상위 계층과 하위 계층으로 나뉘어진다. 상위 계층은 통신의 이용자가 손쉽게 통신을 이용할 수 있도록 해주는 역할이고 하위 계층은 실제 통신이 정확하게 전송될 수 있도록 하는 것이다.

What is Router? 라우터란?

라우터는 다수의 네트워크를 연결하는 데 사용된다. 연결해서 네트워크간 데이터 전송을 위한 최적의 경로를 설정해 준다. 라우터는 다른 기종간의 네트워크를 연결하는 기능을 하기 때문에 여러 가지 프로토콜에서 전송되는 패킷을 받아들일 수 있어야 한다.  

cf) 패킷 : 네트워크 계층(Layer 3) 에서 정의되는 데이터 단위인데 그 외에도 OSI 각 계층에서 주고 받는 정보의 단위를 일컫는다. 

LAN 과 LAN을 연결하거나 LAN과 WAN을 연결하는데 사용된다. 

사진은 아마존에서 판매하는 2017년 인기 모델이다.

LAN WAN??

LAN : Local Area Network(근거리 통신망)의 약자로 사용자가 포함된 지역 네트워크를 의미한다. 학교, 회사, 집에서 서로 연결된 네트워크가 바로 그것이다. 즉, 1:1 로 연결하는 것이 아니라 공유기를 이용해서 연결하게 된다. LAN은 유지보수 비용이 들지 않는다(설치비, 전기세 제외). 이더넷이라는 프로토콜을 사용한다.

 

cf) 공유기 : 라우터 + 허브를 갖춘 소규모 가정용 기기

    이더넷 : 컴퓨터 네트워크 기술 중 하나로, 전 세계의 사무실이나 가정에서 일반적으로 사용되는 LAN에서 가장 많이 사용되는 기술 규격이다. 이더넷이라는 명칭은 빛의                매질로 여겨졌던 에테르(ether)에서 유래했고 OSI모델 물리 계층에서 신호와 배선 데이터 링크 계층에서 MAC 패킷과 프로토콜의 형식을 정의한다. 

WAN은 Wide Area Network의 줄임말으로써 LAN과 LAN 사이를 광범위한 지역 단위로 구성하는 네트워크를 의미한다.

cf) ISP (Internet Service Provider)는 SK, KT, LG 통신망을 의미하는데 개인 컴퓨터에서 ISP 업체에서 설치해준 랜선을 통해서 여러 사이트에 접속할 수 있는 것이다.

* DSL (Digital Subscriber line) 디지털 가입자 회선

DSL은 지역 전화망을 통해 디지털 데이터 전송을 제공하는 기술이다. 통신선로에 디지털 신호가 흐르게 함으로써 기존의 통신용 구리선을 데이터 전송에 사용하는 방식이다. 기존 전화망을 사용하는 방식이므로 데이터를 전송하지 않더라도 음성통화 대역은 항상 접속되어 있다.

cf) 광랜 : 광케이블 + 랜선 으로 서비스하는 방식으로 DSL과는 다르게 모뎀이 필요없다. 일반적으로 광케이블을 통해 아파트 단지 까지 연결 후 랜으로 묶는 방식으로 서비스한다.

모뎀이란?

모뎀 Modem (MOdulator and DEModulator), 내부적으로 ADC (Analog to Digital Converter)이 있어서 컴퓨터 등의 디지털 기기에서 아날로그 형태의 신호를 이용하여 디지털 데이터를 통신할 수 있다. 디지털 데이터 통신을 하는 장비는 상당수가 모뎀이다. 휴대전화의 3g, 4g 통신 칩도 모뎀의 일종이다.

쉽게 예를 들어보자. 컴퓨터 통신 장치는 멀리 떨어져 있는 장소에서 가까이 있는 사람과 똑같이 사용하기 위해 개발되었다. 초기에는 전화회선을 이용하는 방법이 일반적이었으나 전화회선은 주로 음성, 즉 아날로그 데이터를 전송하기 위한 목적으로 만들어졌기 때문에 디지털 데이터에 속하는 컴퓨터 데이터를 그대로 전송하는 것은 불가능하다. 그래서 디지털에서 아날로그로 아날로그에서 디지털로 변환해주는 장치가 필요하게 되었고 그래서 나온게 모뎀이다.

대역폭 (Bandwidth)

대역폭이란 일정한 시간에 전송할 수 잇는 데이터의 최대 용량을 말한다. 예를들어 1Gbps 는 초당 최대 1기가 비트의 데이터를 전송할 수 있는 것이다. 

NAT (Network Address Translation) 네트워크 주소 변환

NAT은 외부 네트워크에서 알려진 것과 다른 ip주소를 사용하는 내부 네트워크에서 ip주소를 변환하는 것을 말한다. 일반적으로 한 회사는 자신의 내부 네트워크 주소 하나 또는 그 이상의 공인 ip주소를 만든다. 들어오는 패킷들 상의 공인 ip주소를 다시 사설 ip주소로 변환한다. 이렇게 함으로써 나가거나 들어오는 요구는 주소 변환과정을 반드시 거치기 때문에 보안문제를 확실히 하는데 도움을 준다. 결과적으로는 부족한 ip문제의 해결과 보안 이 두가지가 핵심이겠다. 공개된 인터넷과 사설망 사이에 방화벽(firewall)을 설치하여 외부 공격으로 부터 사용자의 통신망르 보호하는 기본수단이 된다. 외부 통신망 즉 인터넷망과 연결하는 장비인 라우터에서 NAT를 설정할 경우 라우터는 자신에게 할당도니 공인 IP주소만 외부로 알려지게하고 내부에서는 사설ip를 돌리게 된다. 외부에서 공격하려고 해도 사설 ip주소는 모르기 때문에 보호를 할 수 있다. NAT는 해커의 침입을 원천봉쇄할 수 있으며 공인 ip부족에 따른 IPv6의 확산에 따라 NAT의 기술범위는 더욱 확대될 것이다.