네트워크 기초(0)

'장치와 장치끼리 자원을 공유하기위해 쓰이는 방법'이라고 정의한다

 

나는 네트워크를 6년전에 공부해봤는데 그땐 네트워크가 얼마나 중요한지 몰랐다.

그래서인지 대충대충 넘어갔는데 네트워크는 정말 기초가 중요하더라.

지금 제일 약한 부분이라고 생각해서 심도있게 기초부터 탄탄히 정리

 

목차)

1.네트워크 종류

2. 네트워크 구성 요소

3.네트워크 토폴로지

4. 네트워크 프로토콜

5.보안과 네트워크

6. 향후 발전방향

 

 

네트워크는 언제 생겼지?

네트워크의 첫 탄생? 처음 개발한것은 중요하니 알고는 있자

처음은 컴퓨터네트워크가 아닌, 로컬 네트워크로 거슬러 올라간다.

1960~1970년대 컴퓨터 기술이 발전하면서 컴퓨터는 독립적으로 작동했지만

조직이나 연구소에서 여러대의 독립적인 컴퓨터들을 연결해서 정보를 공유하고자 필요성이 생기게 됩니다.

 

1969년 ARPANET탄생 // 앞으로도 많이보게 될 ARPANET!

미국 국방부의 ARPA에 의해 개발되었고,

패킷 스위칭 기술(데이터를 작은 조각인 패킷으로 나누어 전송하는 방식)을 기반으로 작동함으로써 

여러 대의 컴퓨터가 동시에 네트워크를 통해 데이터를 주고받을 수 있게 됬음.

 

ARPANET은 인터넷의 초기형태로, 현대 인터넷의 발전과 성장에 큰 영향을 미쳤다.

네트워크의 종류

WAN

WAN (Wide Area Network) : 넓은 지리적 영역을 커버하는 네트워크,

여러지역을 연결하여 멀리 떨어진 장소간 통신가능

// 수백킬로 ~ 수천킬로 이상의 거리를 커버

 

MAN

MAN(Metropolitan Area Network) : 대도시나 도시지역을 커버하는 네트워크,

도시내 다양한 장소나 기관들을 연결하여 고속통신을 제공.

// 수십킬로~ 수백킬로 정도의 거리를 커버

 

LAN

LAN(Local Area Network) : 작은 지리적 영역 내의 네트워크,

건물이나 사무실 등에서 컴퓨터와 장치들을 연결하고, 자원 및 정보 공유 가능.

// 수백미터 ~ 수킬로미터 정도의 거리를 커버

PAN

PAN(Personal Area Network) : 개인 영역의 네트워크,

개인이 사용하는 장치들을 직접 연결하여 데이터 및 미디어 공유.

ex) 프린터 ,키보드, 블루투스 등 

// 특징으로 PAN 네트워크는 일반적으로 라우터가 포함되어 있지 않아 인터넷에 직접 연결되지 않음

// 개인이 사용하는 공간에서 사용되고 몇 미터에서 수십미터 커버

 

* 인트라넷 *

기업이나 조직 내에서 사용되는 사설네트워크로, 내부 직원들끼리 정보공유와 협업을 위한 전용네트워크

// ex.군대

특징으로는 아래와 같은 특징을 가지고 있다.

제한된 접근성, 내부자원에 집중, 사용자 인증과 접근제어 = 조직 내부의 중요한 정보와 자원을 안전하게 관리하는 특징

내부 커뮤니케이션 , 조직 문화 강화 = 조직 내부 협업과 효율성을 촉진

 

이 외에도 다양한 네트워크 종류가 있음.

 

네트워크의 핵심 구성 요소

서버 : 네트워크에서 중앙 집중식으로 데이터, 서비스, 자원을 제공하는 컴퓨터 시스템

 

클라이언트 : 서버로부터 데이터, 서비스, 자원을 요청하는 컴퓨터 또는 기기

 

라우터 : 여러 네트워크 간 데이터 패킷 전달을 관리하고 최적의 경로를 선택하여 데이터 전송을 지원하는 장치.

 

스위치 : 네트워크에서 여러 디바이스 간 데이터 전송을 제어하고 관리하는 장치.

 

외에도 프로토콜, 케이블, 허브, 모뎀, 방화벽, IP주소, DNS서버, VLAN, VPN이 있다.

 

(후에 자세히 서술)

 

네트워크 토폴로지

다양한 유형의 토폴로지가 있지만

일반적으로 사용되는 Bus, Ring, Star, Mesh형을 소개합니다.

 

간단하게 Cisco Packet Tracer를 이용해 만들어보았다.

 

1. Bus형

Bus Topolgy

특징으로는 모든 기기가 단일 통신매체인 버스에 연결되는 구조이고, 데이터는 버스상에서 전체에게 공유된다.

장점 : 설치가 비교적 간단하여 비용이 저렴, 작은 규모의 네트워크에 적합 // ex ) 소규모 사무실, 작은 교실 등

단점 : 버스에 장애가 발생하면 네트워크 전체의 작동이 중단될 가능성이 높고

네트워크 성능이 높지 않으며 충돌이 발생할 수 있다.

 

2. Ring형

Ring Topolgy

특징으로는 기기들이 순환 형태로 연결된 링 구조를 가지고, 데이터는 한방향으로 순환한다.

장점 : 데이터 충돌이 발생하지 않는다. 확장성이 용이하며 중앙 집중적인 관리가 필요하지 않다.

단점 : 단일 링 노드에 장애가 발생할 경우. 전체 네트워크가 영향을 받는다. 그리고 케이블 구성이 복잡할 수 있다.

// 보통 특수한 상황에서 사용됨. ex) 군사적인통신망

 

3. Star형

Star Topology

특징으로는 중앙에 허브또는 스위치가 위치하고, 모든 기기들이 직접 연결되는 구조입니다.

장점 : 단일 기기의 장애가 다른기기에 영향을 미치지 않는다. 관리와 유지보수가 용이하다.

단점 : 스위치 또는 허브에 장애가 발생하면 네트워크 전체의 작동이 중단될 수 있다.

설치 및 유지비용이 상대적으로 높을 수 있다.

// 최근 스위치의 가격이 저렴하여 많은 네트워크에서 스타토폴로지와 스위치를 사용함!

// 확장성이 우수하고 충돌 문제를 줄일 수 있어 현대 요구에 가장 적합하다.

 

4.Mesh

Mesh Topology

특징으로 모든 기기가 다른 기기와 직접 연결된 구조로 많은 수의 연결이 형성된다 (마치 그물(mesh)) 데이터는 여러 경로를 통해 전송됨.

장점 : 많은 수의 기기들간 높은 처리량과 신뢰성을 제공, 한기기의 장애가 다른 경로를 통해 우회될 수 있다.

단점 : 설치와 유지보수가 복잡하고, 비용이 많이들며 관리가 어렵다.

ex) 인터넷 백본 네트워크 , 대규모 데이터 센터, 광 네트워크 등

 

네트워크 프로토콜

네트워크 통신을 위한 프로토콜엔 여러가지가있다.

대표적으로 TCP/IP와 Ethernet 프로토콜이 있다.

 

(HTTP,DNS,DHCP,FTP,SMTP 등 많은 프로토콜이 있으며 후에 다른 게시글로 서술하며 링크 걸도록 하겠음.)

TCP/IP

( OSI 7계층 TCP/IP 4계층,5계층을 따로 서술하여 추가 내용 첨부함 )

동작원리 : TCP는 데이터의 신뢰성과 흐름 제어를 담당.

IP는 데이터의 라우팅과 전송을 담당하고 TCP는 데이터를 세그먼트로 분할하고

IP는 세그먼트를 패킷으로 분할하여 목적지로 전송한다.

 

주요 기능 : 신뢰성 있는 데이터 전송, 주소 지정 및 라우팅, 흐름 제어, 오류 검출 및 복구기능 제공.

 

Ethernet 프로토콜

동작원리 : Ethernet은 LAN(로컬영역네트워크)에서 컴퓨터 및 기기들 간 데이터를 전송하기 위해 사용되는 프로토콜.

이더넷은 데이터 링크 계층(OSI 2)에서 동작하며 물리적인 연결과 데이터 전송을 담당하는데 사용된다.

 

주요 기능 : 물리적인 연결, 프레임 전송, 충돌 감지와 조절 기능을 제공.

 

보안과 네트워크

방화벽(Firewall) : 네트워크와 인터넷 간 트래픽을 모니터링하고, 악성 트래픽을 차단

암호화(Encryption) : 데이터를 읽을 수 없는 형태로 변환하여 기밀성을 유지

인증(Authentication) : 사용자나 장치의 신원을 확인하여 불법적인 접근을 방지

접근 제어(Access Control) : 네트워크 리소스에 대한 액세스 권한을 관리하여 무단 액세스를 방지

감시 및 탐지(Surveillance and Detection) : 악성 행위나 이상 동작을 감지하고 대응

 

이 외에도 보안관리, 패치 및 업데이트, 악성코드 방지, 보안 교육 등을 통해 네트워크의 안정성을 유지하며

시스템 및 데이터를 보호함.

//

보안의 3요소 C(기밀성),I(무결성)A(가용성)

Confidentiality / Integrity / Availability

//

 

향후 발전 방향

네트워크의 현대적인 동향은 아래와 같다.

 

IoT ( Internet of Things ) : 사물 간 연결을 통해 데이터 수집과 상호 작용이 가능해지는 기술.

네트워크를 통해 장치들이 통신하고 데이터를 전송함.

 

5G : 고속 데이터 통신을 위한 다음 세대 이동 통신 기술.

대역폭과 지연 시간이 낮아지며, 초고화질 동영상, 가상 현실 등 새로운 서비스가 가능해진다.

 

클라우드 컴퓨팅 : 인터넷을 통해 컴퓨터 자원을 제공하는 모델

안정적인 네트워크 연결이 필요하고, 데이터 저장 및 Application실행을 원격으로 수행함.

 

고성능의 네트워크 구축을 필요로하며, 데이터 처리, 보안, 대역폭 및 성능관리에 대한 도전과 과제를 제기하는 것 같다.

심지어 클라우드 내부에 또다른 네트워크망이 필요하니

따라서 향후엔 고성능의 네트워크 인프라를 구축하고, 데이터 통신의 효율성과 보안을 강화하는 방향으로 발전 할 것 같다