네트워크의 정의와 그 구성요소
컴퓨터와 컴퓨터가 데이터를 주고받는 것이 네트워크이고 그것을 실행하는 방법이 데이터 통신이다. 컴퓨터 네트워크는 컴퓨터와 통신 매체, 데이터로 이루어진다.
데이터 통신을 통해 정보를 주고받으려면 데이터를 가진 컴퓨터, 데이터를 받는 컴퓨터, 이 둘을 연결하는 통신 매체가 필요하다.
인터페이스, 프로토콜
데이터가 지나는 통신 매체와 컴퓨터를 연결할 때 필요한 접속구를 인터페이스(Interface)라고 부른다.
데이터를 주고받을 때 규칙이 필요한데, 데이터를 보내는 쪽과 받는 쪽이 동일한 규칙을 사용해야 데이터가 올바르게 전달될 것이기 때문이다. 이 규칙을 프로토콜(Protocol)이라 한다.
프로토콜은 데이터를 다루는 방법이나 주고받는 순서 등을 결정한다.
사람 대화와 네트워크 프로토콜의 유사성
아래 그림에서 사람의 대화 진행 예와 네트워크 프로토콜의 유사성을 찾고, 이를 통해 프로토콜의 개념에 대해서 쉽게 이해할 수 있다.
웹 브라우저에서 웹 페이지의 URL을 입력하면, 컴퓨터가 연결 요청 메시지를 웹 서버에 보내고 응답을 기다린다. 웹 서버는 연결 요청 메시지를 받고, 연결 응답 메시지를 보내준다.
이제 웹 문서를 요청해도 좋다는 것을 확인하고, 컴퓨터는 웹 서버에서 얻으려는 웹 페이지의 이름을 GET 메시지에 넣어서 보낸다. 그 응답으로, 웹 서버는 요청한 컴퓨터에 웹 페이지의 내용을 전송한다.
사람의 대화 프로토콜 역시 인사를 통해 대화 연결을 시작, 확인하고 이후 질문을 통해 원하는 응답을 받는 형식이다.
네트워크는 여러 가지 통신 목적을 위해 많은 프로토콜을 사용한다.
이러한 네트워킹 프로토콜의 용도와 쓰임새, 필요성에 대해 아는 것이 곧 컴퓨터 네트워크 공부의 근간이 되겠다.
데이터 이동 방식: 회선 교환, 패킷 교환
데이터가 통신 매체를 통해 이동하는 방식에는 회선 교환(Circuit Switching)과 패킷 교환(Packet switching)이 있다.
회선 교환
회선 교환은 전화망을 생각하면 이해가 편하다.
원래 1개의 회선(통신 매체)은 1대 1로 밖에 연결할 수밖에 없어 기기마다 파이프를 개설해 연결하면 다수의 기기를 연결할 수 있지만 그렇게 한다면 회선 수가 너무 많아진다.
따라서 중간에 교환기를 사용하여 적은 회선으로도 다수의 접속이 가능하도록 만든다. 하지만 이런 방식을 사용하면 어떤 통신이 진행되는 경우에는 전화기와 교환기, 교환기와 교환기 사이의 회선은 그 통신이 점유하게 되니까 교환기 사이의 회선 수가 많아야 많은 수의 전화(통신)가 동시에 진행될 수 있을 것이다.
즉 동시 통화(통신)에 필요한 수만큼 회선이 필요해진다.
∴ 컴퓨터 네트워크가 이와 같은 회선 교환 방식을 사용한다면 다수의 컴퓨터가 자유롭게 정보를 수신하기 위해 회선의 수가 매우 많이 필요할 것이다.
패킷 교환
이에 등장하는 것이 패킷 교환(Packet Switching) 방식이다. 패킷 교환은 송신하고 싶은 데이터를 일괄적으로 한 번에 보내지 않고 여럿으로 분할하여 송신한다. 이렇게 분할한 데이터를 소포라는 의미의 패킷(Packet)이라고 부른다.
패킷 교환 방식은 데이터를 패킷으로 분할하여 송신하기 때문에 회선이 점유되지 않아서 다수의 기기가 동시에 사용할 수 있다. 따라서 컴퓨터 네트워크는 복수의 컴퓨터가 동시에 사용할 수 있는 패킷 교환 방식을 사용한다.
데이터는 패킷으로 분할되어 수신처를 붙여서 송신되고, 패킷교환기(라우터, 스위치) (이에 대해선 추후에 포스팅하겠다)는 수신처가 연결되어 있는 회선을 골라서 이러한 패킷을 송출한다.
만약 사용하려는 회선이 사용 중이면 일시적으로 저장했다가 회선이 비면 다시 전달을 시도하는 역할을 한다.
네트워크 구분
형태에 따른 구분: Multi-Access Network, Point to Point Network
허브로 분배기를 만들어서 동일 회선을 나누어 연결하면 라우터 없이 (따라서 패킷 교환 없이) 여러 컴퓨터가 자유롭게 데이터를 송수신할 수 있다.
이 범위를 세그먼트(Segment)라 하고, 이런 네트워크 구조를 멀티엑세스 네트워크(Multi-Access Network)라 한다.
반대로 라우터에서 라우터와 같이 한 대가 다른 한 대에만 데이터를 보내는 방식을 포인트 투 포인트 네트워크(Point to Point Network)라 한다.
이 두 종류의 네트워크가 조합되어 네트워크를 구성하게 된다.
규모에 따른 구분: LAN, WAN, 인터넷
네트워크를 범위, 규모로도 분류할 수 있는데, 지역적으로 좁은 범위에서 본인이 책임지고 구축하는 네트워크를 LAN(Local Area Network)라 한다. (ex. 가정, 사무실, 빌딩 등의 구내에 설치된 네트워크)
A 대학 LAN과 B 대학 LAN을 연결하기 위해선 케이블이 도로 등의 공공시설을 통과해야 하는데, 이를 개인이 설치할 수 없으므로 통신사업자가 대신 통신용 케이블을 설치하고, 그것을 이용하면 된다. (우리나라 통신사업자의 예로는 KT, LG, SKT가 있다.)
이렇게 묶여 구축된 네트워크가 WAN(Wide Area Network)이다.
세계적 규모로 사용되는 WAN을 이제 인터넷(The Internet, The Net)이라고 부르게 된다.
인터넷을 이용할 때 우리는 ‘인터넷 접속 서비스’를 가진 통신사업자인 인터넷 제공 업체(Internet Service Provider: ISP)와 계약을 하는 것이다.
참고: Computer Networking: A Top-Down Approach (JAMES F. KUROSE , KEITH W. ROSS), 하루 3분 네트워크 교실(아미노 에이지)
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