Part02. 네트워크와 케이블
SECTION01 : LAN, WAN
LAN : 'Local Area Network'의 약자로, 한정된 지역에서의 네트워크
WAN : 'Wide Area Network'의 약자로, 멀리 떨어진 곳과의 네트워크
SECTION02. Ethernet
Ethernet : 네트워킹의 한 방식으로, CSMA/CD 프로토콜을 사용.
※CSMA/CD 프로토콜
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Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection의 약자로, 대충 알아서 눈치껏 통신하자 느낌이다.
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방식
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우리 네트워크 자원을 쓰고 있는 PC나 서버가 있는지를 확인한다.
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캐리어(네트워크상에 나타나는 신호)가 있는지를 탐지(Carrier Sense)
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캐리어가 감지되면 자기가 보낼 정보가 있어도 기다리고, 캐리어가 감지되지 않으면 자기가 보낼 정보를 보낸다.
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Multiple Access & Collision
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CSMA/CD 프로토콜에서 2개 이상의 PC나 서버가 동시에 네트워크 상에 데이터를 실어 보내는 경우를 'Multiple Access(다중 접근)'라고 한다.
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이렇게 2개의 장비들이 데이터를 동시에 보내려다 부딪치는 경우를 Collision(충돌)이라고 한다.
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따라서 이더넷에서는 데이터를 네트워크에 실어서 보내고서도 다른 PC 때문에 콜리전이 발생하지 않았는지를 점검해야 하는데, 이를 Collision Detection(충돌 감지)이라고 한다.
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콜리전이 발생할 경우 : 데이터를 전송했던 PC들은 랜덤한 시간(매우 작은 시간)동안 기다린 후 다시 데이터를 전송한다.
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만약 충돌이 15번이 일어나게 되면 전송을 포기한다.
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SECTION03. 토큰링
토큰링(TokenRing) : 토큰을 가진 PC만이 네트워크에 데이터를 실어 보낼 수 있는 방식.
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장점 : 콜리전이 발생하지 않는다, 네트워크에 대한 성능을 미리 예측하기 쉽다.
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단점 : 내가 지금 바로 보낼 데이터가 있고, 다른 PC들은 보낼 데이터가 하나도 없더라도 토큰이 올 때까지 기다려야 한다.
SECTION04. MAC Address
MAC Address : 'Media Access Control Address'의 약자로 통신을 위한 서로를 구분할 일종의 주소
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우리가 IP를 사용하니까 IP주소만 있으면 모든 통신이 일어날 것 같지만, 사실은 IP 주소를 다시 MAC로 바꾸는 절차(ARP : Address Resolution Protocol)를 밟는다.
예시) PC Y -> PC Z 통신
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PC Y는 자신이 속한 네트워크에 있는 모든 PC에게 메시지를 보낸다.(브로드 캐스트 : Z라는 녀석이 있으면 내가 통신하고 싶으니 맥 어드레스 좀 알려주라~~)
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이에 PC Z는 Y가 보낸 Y의 MAC을 받고 자신의 MAC을 Y의 MAC을 통해 Y에게 보낸다.
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통신 시작
예시) PC Y -> Router -> PC Z
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Router가 없을 때와 마찬가지로 PC Y는 자신이 속한 네트워크에 있는 모든 PC에게 메시지를 보낸다.
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그렇지만 PC Z는 중간에 있는 라우터가 브로드캐스트를 통과시키지 않기 때문에 메시지를 받아볼 수 없다.
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이 경우 라우터가 통신이 안됨을 알고 PC Y에게 자신의 맥 주소를 전송
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PC Y는 라우터의 맥 주소로 데이터 전송
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데이터를 받은 라우터는 해당 네트워크에 있는 PC Z에게 전송
※MAC Address의 구성
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48bit로 구성되며, 앞의 24bit는 제조사 번호, 뒤의 24bit는 일련번호로 구성
SECTION05. 유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트
유니캐스트 : 목적지 주소를 하나만 적어서 특정한 한 PC에게만 보내는 방식
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현재 우리가 네트워크에서 가장 많이 사용하는 통신 방식이다.
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통신을 위해서는 전송되는 프레임 안에 항상 출발지와 목적지의 주소, 즉 맥 어드레스가 들어 있어야 한다.
동작
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정확하게 받는 PC의 주소를 프레임 안에 넣는다. (이때, PC는 하나여야 한다.)
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유니캐스트 프레임을 뿌린다.
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이런 방식은 로컬 이더넷의 기본 성격이 붙어있는 모든 PC들에게 정보를 뿌리는 Shared 방식이다.
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유니캐스트 프레임을 받은 PC들은 랜카드에서 자신의 맥 어드레스와 비교한다.
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비교 후 맥 어드레스가 다른 경우, 바로 그 프레임을 버리고, 같은 경우 통신을 시작한다.
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맥 어드레스가 다른 경우, 프레임을 바로 버리기 때문에 CPU에 영향을 주지 않아 PC의 성능 저하가 생기지 않는다.
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브로드캐스트 : 로컬 랜에 붙어 있는 모든 네트워크 장비들에게 보내는 통신 방식
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로컬 랜 : 라우터에 의해서 구분된 공간, 즉 브로드캐스트 도메인이라고 하는 공간
동작
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브로드캐스트의 주소는 FFFF.FFFF.FFFF.FFFF로 정해져 보낸다.
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PC들은 이 주소가 오면 랜카드는 비록 자신의 맥 어드레스와 같지는 않지만 이 브로드캐스트 패킷을 CPU에게 보내게 된다.
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브로드 캐스트는 네트워크 상의 전체 노드로 전송되기 때문에 전체적인 트래픽도 증가하지만, 모든 랜카드가 이 패킷을 CPU로 전송하기 때문에 전체 PC의 성능도 떨어지게 된다.
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그러면 어떤 때에 사용할까?
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처음 두 PC 간 통신을 하는 경우 상대의 맥 어드레스를 모를 경우(ARP)
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라우터끼리 정보를 교환할 때
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다른 라우터를 찾을 때
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서버들이 자신이 어떤 서비스를 제공한다는 것을 모든 클라이언트들에게 알릴 때
멀티캐스트 : 그 그룹에 속해있는 사람들만 선택적으로 한 번에 보낼 수 있는 통신 방식
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라우터나 스위치가 멀티캐스트 기능을 지원해주어야 가능하다.
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지원하지 않을 경우 라우터는 다 차단하고 스위치는 다 통과시킨다.
SECTION06. OSI 7 Layer(OSI 7 계층)
왜 나누었을까?
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데이터의 흐름을 한눈에 보기 위해서
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문제를 해결함에 있어 편리하게 하기 위해서
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표준화를 함으로써 여러 회사 장비를 써도 문제없이 돌아가게 하기 위해서
OSI 7 Layer(OSI 7 계층)
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피지컬 계층(Physical Layer) : 주로 전기적, 기계적, 기능적인 특성을 이용해서 통신 케이블로 데이터를 전송
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Ex) 통신 케이블, 리피터, 허브 등
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데이터 링크 계층(Data Link Layer) : 피지컬 레이어를 통하여 송, 수신되는 정보의 오류와 흐름을 관리하여 안전한 정보의 전달을 수행할 수 있도록 도와주는 역할
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오류, 재전송뿐만 아니라 맥 어드레스를 가지고 통신할 수 있게 해 준다.
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이 계층에서 전송되는 단위를 '프레임'이라고 부른다.
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Ex) 브리지, 스위치 등
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네트워크 계층(Network Layer) : 가장 중요한 기능은 데이터를 목적지까지 가장 빠르고 안전하게 전달하는 것(라우팅)
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경로를 선택하고, 주소를 정하며, 경로에 따라 패킷을 전달해준다.
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Ex) 라우터, Layer 3 스위치 등
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트랜스포트 계층(Transport Layer) : 주요한 기능은 플로 컨트롤과 에러 복구 기능
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에러 복구를 위해 패킷을 전송하거나 플로를 조절해서 데이터가 정상적으로 전송될 수 있도록 한다.
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Ex) TCP, UDP 등
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세션 계층(Session Layer) : 통신 세션을 구성하는 계층으로 통신 장치 간 상호작용을 설정하고 관리한다.(Port Conection)
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표현 계층(Presentation Layer) : 데이터를 하나의 표현 형태로 변환한다. Ex) jpg, png, 암/복호화, 압축 등
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애플리케이션 계층(Application) : 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 하는 계층
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내려가면서 IP 주소 등의 헤더가 붙고, 전송이 완료되면 헤더가 벗겨지며 원래의 데이터로 복구된다.
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트랜스포트 계층에서 문제가 있다면 재전송을 요구하거나 에러 복구를 시도하게 된다.
SECTION07. 프로토콜
프로토콜 : 컴퓨터끼리 서로 통신하기 위해서 꼭 필요한 서로 간의 통신 규약 또는 통신 방식에 대한 약속으로, 프로토콜이 같은 것끼리만 대화, 즉 통신이 가능하다. Ex) TCP/IP, IPX, AppleTalk
위 글은 "후니의 쉽게 쓴 CISCO 네트워킹 진강훈 외 지음"을 공부하며 쓴 글입니다.