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1. 네트워크란 무엇인가?

1.1 네트워크의 정의

네트워크(Network)는 둘 이상의 컴퓨터나 디바이스들이 서로 데이터를 주고받을 수 있도록 연결된 통신 체계를 의미합니다. 이러한 네트워크를 통해 우리는 인터넷 서핑, 메시징, 파일 공유 등 다양한 디지털 활동을 할 수 있습니다.

1.2 네트워크의 필요성

  • 정보 공유: 문서, 이미지, 동영상 등 다양한 형태의 데이터를 쉽게 공유
  • 자원 공유: 프린터나 저장장치와 같은 하드웨어 자원을 함께 사용
  • 통신: 실시간 메시징, 화상 통화 등 원거리 통신 가능
  • 비용 절감: 자원을 공유함으로써 경제적 이점

2. 네트워크의 기본 구성 요소

2.1 노드(Node)

네트워크에 연결된 모든 장치를 노드라고 합니다.

  • 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿
  • 라우터, 스위치
  • 프린터, 서버 등

노드들을 연결하는 통신 경로입니다.

  • 유선: 이더넷 케이블, 광케이블
  • 무선: Wi-Fi, Bluetooth, 4G/5G

2.3 프로토콜(Protocol)

네트워크 통신의 규칙과 약속입니다.

  • TCP/IP, HTTP, FTP 등
  • 프로토콜의 주요 요소
    • 구문(Syntax): 데이터 형식, 부호화, 신호 레벨
    • 의미(Semantics): 오류 제어, 흐름 제어를 위한 제어 정보
    • 타이밍(Timing): 속도 조절, 순서 조절

3. 네트워크의 유형

3.1 규모에 따른 분류

​ WAN

유형 범위 특징 예시
PAN
(Personal Area Network)		 개인 공간
(약 10m 이내)		 개인용 기기 간 연결 블루투스 기기 연결, 스마트워치 연동
LAN
(Local Area Network)		 제한된 공간
(건물/캠퍼스)		 높은 속도, 낮은 오류율 사무실 네트워크, 학교 전산망
MAN
(Metropolitan Area Network)		 도시 규모 LAN보다 넓은 범위,
WAN보다 빠른 속도		 도시 CCTV 네트워크, 케이블TV 망
WAN
(Wide Area Network)		 국가/대륙/전세계 넓은 범위, 다양한 기술 사용 인터넷, 기업 전용선

3.2 토폴로지에 따른 분류

NetTopo

토폴로지 특징 장점 단점
버스형
(Bus)		 하나의 통신 회선에 여러 노드 연결 - 구성이 단순
- 설치 비용 저렴
- 노드 추가/제거 용이		 - 케이블 문제 시 전체 영향
- 네트워크 부하 발생
- 확장성 제한
스타형
(Star)		 중앙 노드를 중심으로 연결 - 관리가 용이
- 장애 격리 쉬움
- 높은 성능		 - 중앙 노드 장애 시 전체 영향
- 설치 비용 높음
링형
(Ring)		 원형으로 연결 - 설치 비용 적음
- 충돌 없음		 - 한 노드 장애 시 전체 영향
- 노드 추가/제거 어려움
메시형
(Mesh)		 그물망처럼 연결 - 높은 신뢰성
- 우회 경로 존재		 - 구성 비용 높음
- 관리 복잡
트리형
(Tree)		 계층적 구조로 연결 - 확장성 좋음
- 관리 용이		 - 루트 노드 장애 시 영향 큼
- 케이블 길이 제한
하이브리드형
(Hybrid)		 두 개 이상의 토폴로지 조합 - 유연한 구성
- 장점 조합 가능		 - 구성 복잡
- 관리 어려움

4. OSI 7계층 모델

OSI(Open Systems Interconnection) 모델은 네트워크 통신이 일어나는 과정을 7개의 계층으로 나눈 표준 모델입니다.

4.1 계층별 역할

  1. 물리 계층 (Physical Layer)
    • 비트 단위의 데이터를 전기 신호로 변환
    • 케이블, 리피터, 허브
  2. 데이터 링크 계층 (Data Link Layer)
    • 인접한 노드 간의 데이터 전송
    • MAC 주소, 이더넷
  3. 네트워크 계층 (Network Layer)
    • 다른 네트워크 간의 통신 담당
    • IP 주소, 라우팅
  4. 전송 계층 (Transport Layer)
    • 종단 간 신뢰성 있는 데이터 전송
    • TCP, UDP 프로토콜
  5. 세션 계층 (Session Layer)
    • 통신 세션 관리
    • 연결 설정, 유지, 종료
  6. 표현 계층 (Presentation Layer)
    • 데이터 형식 변환, 암호화
    • JPEG, MPEG 등 인코딩
  7. 응용 계층 (Application Layer)
    • 사용자와 가장 가까운 계층
    • HTTP, FTP, SMTP 등

OSI7L

5. TCP/IP 프로토콜 스택

TCP/IP는 현대 인터넷의 표준 프로토콜입니다.

5.1 TCP/IP 4계층

  1. 네트워크 액세스 계층
    • OSI의 물리, 데이터링크 계층에 해당
  2. 인터넷 계층
    • IP 프로토콜
    • 패킷 라우팅
  3. 전송 계층
    • TCP: 신뢰성 있는 연결 지향 통신
    • UDP: 비연결형 통신
  4. 응용 계층
    • 웹, 이메일, 파일 전송 등

5.2 TCP와 UDP 비교

  • TCP: 신뢰성, 순서 보장, 느린 속도
  • UDP: 비신뢰성, 순서 미보장, 빠른 속도

마치며

이상으로 네트워크의 기본 개념과 구조에 대해 알아보았습니다.
다음 포스트에서는 IP 주소체계와 서브넷에 대해 자세히 다루도록 하겠습니다.

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참고