컴퓨터 네트워크
여러 장치들이 서로 정보를 주고받을 수 있는 통신망
- 클라이언트 : 요청을 보내는 호스트
- 서버 : 응답을 보내는 호스트
네트워크의 구성 요소
- 노드
- 종단 시스템, 호스트: 메세지를 최초로 송신, 생성하는 대상.
- 주소를 통해 위치를 특정함.
- 호스트와 배타적 개념은 아님.
- 네트워크 장비(라우터, 스위치, 공유기 등)
- 메세지
- 주고받는 정보(웹페이지, 사진, 정보 등).
- 간선
- 유선 케이블(트위스티드 페어 케이블, 광케이블).
- 무선 통신(Wi-Fi).
통신 방식
유니캐스트
- Unicast
- 1:1
멀티캐스트
- Multicast
- 1:N
브로드캐스트
- Broadcast
- 1:All
네트워크 유형
LAN 근거리를 연결한 네트워크
WAN 원거리를 연결한 네트워크
데이터 전송 방식
패킷 교환 네트워크
- 주고받는 정보를 패킷(packet) 단위로 주고받는 네트워크
- 패킷이란 패킷 교환 네트워크에서 주고받는 데이터 단위
회선 교환 네트워크
- 정해진 회선(circuit)으로만 통신하는 네트워크
- 사전에 연결 수립 작업
- 다른 호스트는 도중에 끼어들 수 없음
- 장점 : 전송률 보장
- 단점 : 회선 이용률 저하
패킷 구성요소
- 헤더(header) : 패킷에 붙일 부가 정보
- 페이로드(payload) : 패킷에 보낼 정보
- 트레일러 : 패킷 뒤에 붙일 부가 정보
프로토콜(protocol)
- 장비 간 정보를 주고받을 규칙이나 방법
- 호스트 간에 합의된 의사소통 규칙
헤더의 내용은 프로토콜에 따라서 달라짐
송송수신 과정 단계
OSI 7 계층 vs TCP/IP 모델
캡슐화(encapsulation)
- 상위 계층에서 받은 패킷을 페이로드로 삼아 프로토콜에 맞는 헤더(혹은 트레일러)를 덧붙이는 것
역캡슐화(capsulation)
- 하위 계층에서 받은 패킷에서 헤더를 제거하는 작업
PDU (Protocol Data Unit)
- 각 계층에서 캡슐화된 데이터를 부르는 명칭.
- 데이터: 응용, 표현, 세션 계층.
- 세그먼트: TCP 전송 계층.
- 데이터그램: UDP 전송 계층.
- 패킷: 네트워크 계층.
- 프레임: 데이터링크 계층.
- 비트: 물리 계층.
트래픽
- 특정 시간 동안 네트워크 내 정보 흐름
전송 속도 (기대 가능한 속도) bps , Mbps , Gbps 등
처리율 (Throughput) bps , Mbps , Gbps 등
대역폭(bandwidth)
- 네트워크 트래픽을 수용할 수 있는 용량
- 고속도로의 차선이라고 생각하면 편함
패킷 손실(packet loss)
- 송수신 과정에서 손실된 패킷
- 백분율로 표기
- 명령어 : ping
네트워크 엑세스 계층
- 이더넷
- LAN에서 가장 대중적인 기술
- 물리 계층 , 데이터 링크 계층 (네트워크 엑세스 계층 ) 스펙과 프로토콜 정의
- IEEE(전기전자공학자협회) 에서 표준을 만듬
이더넷 케이블
- 전송속도 + BASE + 추가특성
- C - 동축 케이블
- T - 트위스티드 페어 케이블
- S - 멀티 모드 광케이블
- L - 싱글 모드 광케이블
이더넷 프레임
프리앰블
- 이더넷 프레임의 시작을 알리는 비트열
- 시작 10101010
- 끝 10101011(SFD)
목적지/송신지 MAC 주소 네트워크 인터페이스(NIC)
- 연결 매체를 통해 받은 신호를 컴퓨터에게 전달
- 네트워크에 연결하기 위한 하드웨어
이더타입/길이
- 1536 이상일 경우 - 캡슐화대상
- 0800 - IPv4
- 86DD - IPv6
- 1500 이하일 경우 - 프레임 크기
페이로드
- 데이터
FCS
- Frame Check Sum
- 오류 검출
- CRC 값이 명시되는 필드
허브와 CSMA/CD
허브(Hub)
- 물리 계층의 장비
- MAC 주소를 사용하지 않는다
반이중 통신 ( half-duplex )
- 전송과 송신 중 하나만 되는 통신
- 동시에 데이터를 전송할 경우 충돌( colision )
전이중 통신 ( full-duplex )
- 송신과 수신이 동시에 이루어지는 통신
CSMA/CD
- 반이중 통신의 충돌을 해결
- CS
- Carrier Sense
- 캐리어(반송파) 감지 : 메세지 전송 전 확인
- MA
- Multiple Access
- 다중 접근 : 두개 이상의 호스트가 동시에 네트워크 접근 (충돌 발생)
- CD
- Collision Detection
- 충돌 감지 : 잼 신호 ( jam signal )를 보낸 뒤 임의의 시간 동안 대기 후 재전송
네트워크 엑세스 계층
스위치
- 전달 받은 신호를 목적지 포트로만 내보냄
- 목적지 호스트가 연결된 곳만 충돌 도메인
- 전이중 모드
- 데이터 링크 계층 ( MAC주소 )
MAC 주소 테이블 :스위치의 포트와 맥주소를 매칭
학습 과정
- 플러딩 : 모든 포트에 프레임 전송
- 포워딩과 필터링 : 목적지 주소로만 내보내고 나머지는 필터링함
- 에이징 : 특정 시간이 지나면 해당 MAC 주소 삭제
VLAN
- 포트 기반 VLAN ( 정적 VLAN)
- MAC 주소 기반 VLAN ( 동적 VLAN )