네트워크 개념 정리

☃️ 네트워크의 이해

---

---

🐳 네트워크의 사전적 의미

• 모뎀이나 LAN,케이블,무선매체 등 통신설비를 갖춘 컴퓨터로 서로 연걸하는 조직 이나 체계, 통신망 이다.
• 즉, 통신설비들로 두 대 이상의 컴퓨터를 서로 연걸한 것을 말한다.

 

🐳 네트워크 형태

🎠 근거리 네트워크 ( LAN, Local Area Network )

• 가까운 거리에 위치한 컴퓨터의 네트워크
• 유선 케이블, 적외선 링크, 무선 송수신기 등을 이용하여 통신한다.
• LAN카드, LAN케이블, 등 여기서 'LAN'이란 짧은거리를 네트워크로 연결한 것을 말한다.
• 집에서 인터넷, PC방, 사무실 등 작은규모로 컴퓨터를 연결할 때 LAN을 사용한다.

 

🎠 광역 네트워크 ( WAN, Wide Area Network )

• 두 개 이상의 근거리 네트워크를 넓은 지역에 걸쳐 연결하는 것을 말한다.
• LAN을 서로 연결합니다

 

🎠 NIC ( LAN 카드 )

• LAN 카드는 사실 NIC 다
• 두 대 이상의 컴퓨터로 네트워크를 구성 하려고 외부 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신 할 수 있게 컴퓨터 내에
  설치하는 확장 카드
• 네트워크에 연결하는 물리적 장치에는 반드시 하나 이상의 LAN 카드가 있어야 한다.

 

🎠 MAC 주소

• Media Access Control의 약자로서 네트워크 통신을 하는 하드웨어에 할당된 주소로,
  원칙적으로는 세상에 있는 모든 장비가 가진 고유한 물리 주소
• 12자리 문자열로서 48비트로 표현이 되고 보통은 16진수로 표현
• 처음 6자리는 어댑터 제조 업체를 나타내고 마지막 6자리는 해당 특정 어댑터의 고유 식별 번호를 나타낸다

 

🎠 Bridge/Switch = LAN

• 랜을 만드는 장비

 

🎠 Router

• Router = LAN + LAN
• LAN + LAN += WAN

 

🎠 네트워크 접속형태 ( 성형 )

• 성형 ( Star )
• 가장 일반적인 네트워크 구성 형태
• 허브가 네트워크 중앙에 위치하여 다른 모든 노드를 연결한다
  
  
• 장점
  • 설치비용이 저렴
  • 중앙 집중적인 구조로 유지보수나 확장이 용이
• 단점
  • 중앙 전송제어장치에 장애가 있으면 네트워크 전체가 동작 할 수 없고, 통신량이 많으면 전송이 지연된다.
  • 일부 다른 접속 형태보다 많은 케이블을 연결해야 한다.

 

🎠 네트워크 접속형태 ( MSA )

• 그물형 ( Mesh Topology )
• 중앙에 제어하는 노드 없이 모든 노드가 상호 간에 전용의 점대점 형태로 연결되어있음.
  • 노드 : 네트워크에서 상호작용하고 통신하여 데이터를 교환
• 복잡하고 많은 통신회선이 필요하기 때문에 비용이 많이 들지만, 신뢰성이 높아 네트워크에 주로 사용
  
  
• 장점
  • 전용 링크를 사용하면 원하는 자료를 전송 할 수 있어 많은 장치를
    공유하는 링크에서 발생하는 통신량 문제를 해결 할 수 있다.
  • 한 링크가 고장 나더라도 전체 시스템에는 큰 문제가 발생하지 않는다.
  • 모든 메세지는 전용선으로 보내기 때문에 원하는 수신자만 받을 수 있다.
    따라서 비밀유지와 보안에 유리하다.
• 단점
  • 설치와 재구성이 어렵다.
  • 네트워크가 복잡하고 많은 통신회선이 필요하기 때문에 각 링크와 연결되는
    하드웨어(I/O 포트와 전선)에 비용이 들 수 있다

 

🎠 네트워크 전송매체 ( 유선 전송매체 )

• 꼬임선 ( Twisted Pair ) : 이중 나선 케이블
  • STP [Shieled twisted pair cable] : 네 가닥의 트위스트 페어를 각각 알루미늄 실드로 감싸져 있는 케이블
  • UTP [unshielded twisted pair cable] : 영어 풀이 그대로 실드(차폐) 처리가 되어 있지 않은 케이블
  • FTP [foiled twisted pair] : 트위스트 페어 된 4쌍의 케이블을 알루미늄으로 실드 처리 되어있는 케이블
• 구리선을 꼬는 이유는 두 선 사이의 전기적 간섭을 최소화하기 위해서다.

---

---

 

🐳 네트워크 통신

 

🎠 통신방식 ( Uni / Multi / Broad / Any )

• UniCast
  • 일대일 ( 1:1 ) 통신 방식을 말한다.
  • 목적지주소를 하나만 적어서 특정한 하나의 PC에게만 보내는 방식
• MultiCast
  • 특정 그룹에게만 한번 에 전송 할 수 있다.
  • 원하는 그룹에게만 전송하는 방식. 유니캐스트보다 적은 네트워크 부하를 가지고 멀티캐스트로 인한
    수신불필요 PC에서의 CPU성능에 영향을 끼치지 않는다.
• BroadCast
  • 일대모두 ( 1:모두 ) 통신 하는 데이터 전송 서비스 [ LAN -> 브릿지/스위치 ]
  • LAN을 넘어갈 수 없다
  • 도메인 안에 있는 모든 PC들에게 한번에 전송하는 방식으로 CPU에 인터럽트를 걸기 때문에
    수신 측에서 PC성능에 영향을 받을 수 있다.
• AnyCast
  • 가장 가까운 Node와 통신
  • 유니캐스트와 다른점은 송신노드가 네트워크에 연결된 수신 가능한 노드 중에서
    한 노드에만 데이터를 전송한다.

 

🎠 통신방식 ( 동기화 )

• bps : 초당 보내는 비트 수
  • 10bps = 10비트 보낸거임.
• 송신 비트 시간 간격 ( TS ) 과 수신 비트 시간 간격 ( TR ) 이 정확하게 일치하지않음.
• 따라서 적절한 방법으로 송신 측에서 전송한 데이터의 각 비트를 수신 측에서 정확하게 수신 할 수 있도록 해야함
• 이를 동기화 ( Synchronization ) 이라고 한다.

 

🎠 통신오류검출

• 순환 중복 검사 ( CRC, Cyclic Redundancy Check )
  • 정확하게 오류를 검출하려고 다항식 코드를 사용하는 방법
  • checkSum 이라고 하기도 한다
  • ❓ 궁금증 : 네트워크 오류로 인해 데이터의 무결성이 보장되지않는다면
    데이터는 어떻게 처리될까?
    • 트랜잭션이 제일 먼저 떠오름 -> 그럼 다시 시도하거나 취소하게 되겠군
  • ❓ 그럼 트랜잭션의 통신오류 체크를 XOR로 할까?
    • 트랜잭션의 통신 오류 체크를 XOR(배타적 논리합)로 수행하는 것은 일반적으로 사용되는 방법은 아니다.
    • 일반적으로 CRC (Cyclic Redundancy Check)나 체크섬 합(Checksum Sum) 등이 더 흔히 사용
    • [ CRC ] || 주로 네트워크 통신에서 오류 감지에 사용되는 알고리즘으로, 데이터 블록에 대한 체크섬 값을 계산하여 수신 측에서 이를 검증하여 통신 오류를 감지합니다. 이 알고리즘은 XOR 연산을 기반으로 하지만, 단순히 XOR로만 체크섬을 계산하는 것은 아님.
    • [ 체크섬 합 ] || 데이터의 일부분을 모두 더하는 방식으로 체크섬 값을 계산합니다. 이 방식은 데이터 블록의 일관성을 검사하기 위해 사용되며, XOR와는 다른 방식

 

🎠 근거리 통신

• 베이스밴드 ( Baseband )
  • 데이터를 전송할 때 디지털 데이터 신호를 변조하지 않고 직접 전송하는 방식, 이터넷이 대표적
  • 디지털 신호를 이용하여 통신
  • 한 통신선로에 하나의 신호만 전송
• 브로드 밴드 ( Broadband )
  • 부조화된 데이터를 아날로그로 변조하고 필터 등을 사용하여 제한된 주파수만 동축 케이블 등 전송매체에 전송하는 방식
  • 한 통신선로에 다수의 채널로 신호 전송
  • 케이블 TV, 전화국, 라디오

🎠 케이블

• 1000-Base-T
  • 1000 : 1000Mbps
  • Base : Baseband
  • T : Twisted Pair
• Cat 5 ~ 7 : Category Version 5 ~ 7

 

🎠 근거리통신 ( 이더넷 )

• 고속 이더넷 ( Fast Ethernet )
• 매체 접근 방식
• 경쟁 : CSMA/CD

🎠 무선통신

• Wireless Ethernet
  • 다른 매체 접근 방식
  • CSMA/CA