컴퓨터네트워크 Chapter 2

인터넷이란?

인터넷은 컴퓨터로 연결하여 TCP/IP 프로토콜을 이용해 정보를 주고 받는 기술이다. 원래 네트워크와 네트워크를 연결하는 방법은 많았는데, 인터넷이 가장 간편하여 전세계에서 널리 쓰인다. (간편한만큼 비효율적인 부분도 존재한다.)

 

OSI 7 Layer

Layer 7	Application
Layer 6	Presentation
Layer 5	Session
Layer 4	Transport
Layer 3	Network
Layer 2	Data link
Layer 1	Physical

하위 레이어는 상위 레이어 내용을 건드리지 못한다. (Physical layer는 Application layer 내용을 건드리지 못한다)

하위 레이어로 내려갈 수록 각각 레이어에서 필요로 하는 정보들을 헤더로 붙인다. (일반적으로 Layer 1으로 내려갈 수록 데이터 크기가 크다)

 

OSI 7 Layer 말고 인터넷 레이어도 존재한다. TCP/IP 프로토콜에서는 5단계의 인터넷 레이어를 사용한다.

레이어	이름	단위	역할
Layer 5	Application	Message	애플리케이션
Layer 4	Transport	Segment / User datagram / Packet	Process-to-process를 위해 Port 번호를 관리
Layer 3	Network	Datagram	Source-to-destination을 위해 IP 주소 관리
Layer 2	Data-link	Frame	Hop-to-top을 위해 맥주소 관리
Layer 1	Physical	Bit	변조와 복조를 책임진다. 0과 1로 이루어진 비트 단위로 데이터 입출력

 

네트워크 방식

Circuit Switching Network: 중앙제어 전달 방식

Packet Switching Network: 목적지 주소 전달 방식

 

CSN은 데이터가 출발하기 전 중앙 서버가 모든 것을 통제한다. 전송 속도, 전송 경로 등등을 통제해주기 때문에 효율적이지만 중앙 서버에 이상이 생기는 경우 모든 것들이 마비된다는 단점이 존재한다.

 

PSN은 현재의 인터넷이 사용하는 방식이다. 중앙에서 제어해주지 않아도 데이터들이 알아서 목적지까지 이동한다. 중간에 데이터가 파괴되는 경우 알아서 복구도 한다.

 

IP와 포트번호

IP 주소는 한 컴퓨터에 부여되는 번호이다. 포트번호는 해당 IP 내의 애플리케이션(프로세스)을 구별하는 장치이다.

전화번호를 모르면 상대방에게 전화를 못 걸 듯, 네트워크에서는 IP와 포트번호가 없다면 데이터를 송수신 할 수 없다.

 

네트워크 장비

Repeater	랜선은 500m가 넘어가면 신호가 약해진다. 신호가 약해질 때 사용하는 신호 증폭 장비
Hub	Repeater는 1:1로 작동한다면, Hub는 1:N으로 작동하는 신호 증폭 장비이다. Input이 들어오면 연결된 모든 기기에 전송한다.
Bridge	필터링 기능이 있는 Repeater. Input이 들어오면 해당 데이터가 필요한 기기에만 전송한다. (MAC 주소 이용하여 필터링)
Switch	필터링 기능과 버퍼가 있는 Hub (= 버퍼가 추가된 멀티포트 Bridge)

리피터와 스위치가 중요! 허브와 브릿지는 상식으로 알아두기

 

데이터 전송

1. Sender가 데이터를 전송하려고 하면, 헤더에는 Source-to-destination을 위한 IP 주소, Hop-to-hop을 위한 MAC 주소가 적힌다.

2. Receiver가 다른 네트워크에 있다고 가정할 때, 네트워크에서 네트워크로 이동하기 위해서는 라우터가 필요하다. MAC 주소를 보고 해당 라우터로 데이터가 이동한다. (라우팅 테이블을 보면 다음엔 어느 라우터로 가야하는지 안다. 라우터에서 라우터로 이동하는 것이 바로 hop-to-hop)

3. 데이터가 라우터에 도착하면 라우터는 가장 먼저 destination IP 주소를 보고 다음 hop을 찾는다. 다음 hop의 IP와 MAC 주소를 ARP 테이블에서 찾고 Frame 만들어 다음 라우터로 전송한다. (라우터는 2개 이상의 네트워크를 연결하기 때문에, 같은 기기지만 2개 이상의 IP와 맥주소를 가진다.)

4. 2~3번 과정을 여러번 거치면 결국 receiver에게 도착!

 

데이터가 이동할 때의 헤더를 보면 IP 주소는 고정되어 있지만 MAC 주소는 바뀐다. 그 이유는 한 네트워크에서 다른 네트워크로 이동하기 위해서는 라우터를 거쳐가야 하는데, 라우터에서 라우터로 이동하기 위해서 MAC 주소가 필요하기 때문.

 

사실 IP 주소는 전 세계에서 유일한 주소이기 때문에 IP 주소 하나만으로 Source-to-destination와 Hop-to-hop을 모두 할 수 있다. 그럼에도 불구하고 MAC 주소를 쓰는 이유는 역사적인 문제가 끼어들어 있기 때문 (그냥 관습적인 느낌?)