[1장] 네트워크 첫걸음

[keiwin49]

LESSON 00 네트워크 입문 강의 개강!

• 웹 브라우저(ex. 크롬, 파이어폭스 등)에서 웹사이트를 볼 수 있는 것은 다양한 네트워크 기술 덕분
• 네트워크를 알아야 웹사이트에 접속이 안될 경우에도 어디서 문제가 발생했는지, 원인이 무엇인 지 알 수 있다!
• 네트워크는 다양한 기능이 결합되어 있고, 그 기능은 여러 계층(레이어) 형태로 구성되어있다
  • 계층 구조를 이해하면 문제 발생 원인이 네트워크 장비단에서 발생했는지, 애플리케이션 수준에서 발생했는 지 파악 가능

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LESSON 01 네트워크의 구조

네트워크

• 이 책에서는 컴퓨터 간의 연결을 의미 (그 외에도 범용적으로 사람과 사람사이, 물류 네트워크, 철도/교통 네트워크 등의 용어로 사용)
• 두 대 이상 연결되어 있으면 컴퓨터 네트워크(이하 네트워크)라고 할 수 있음
• 인터넷 = 전세계의 크고 작은 네트워크들을 연결한 거대한 네트워크
• 네트워크를 사용하여 컴퓨터간의 파일 전송, 웹사이트 열람, 메일 송수신 등의 작업 가능
  • 컴퓨터 한 대는 할 수 있는 일이 제한적이지만 여러 대가 연결 되어있으면 다양한 일을 할 수 있다!

패킷

• 네트워크나 인터넷에서 데이터를 주고받으려면 규칙이 있어야 한다 -> 데이터를 일정한 크기로 보내야한다는 것!
• 패킷 = 컴퓨터 간 데이터를 주고받을 때 네트워크를 통해 전송되는 데이터의 작은 조각(물건을 택배상자에 나누어 보내듯)
  • 네트워크 대역폭(단위 시간당 전송량)을 너무 많이 점유하여 다른 패킷의 흐름을 막지 않도록 큰 데이터도 작게 나누어 보내야 함
  • ex. 승용차가 다닐때 원활한 도로가 대형 트럭이 진입하게 되면 흐름을 방해하게 됨
    
• 용량이 큰 이미지 파일을 아래와 같이 패킷으로 나눠 보내게 되면 순서없이 제각각 도착함
• 목적지에 도착하더라도 다시 정렬하는 작업이 필요
  • 목적지로 보낸 패킷이 전송 순서대로 도착하지 않거나
  • 네트워크 지연으로 늦게 도착하거나
  • 패킷이 누락되기도 함
    
• 송신 측에서 수신측으로 패킷을 보낼 때 각 패킷에 순서대로 번호를 붙여 보낸다
• 도착한 데이터를 모아 번호대로 정렬하면 늦게 도착한 패킷도 원래 위치로 맞출 수 있다

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LESSON 02 정보의 양을 나타내는 단위

비트(bit)와 바이트(byte)

• 디지털 데이터 = 0과 1의 집합 (컴퓨터는 0과 1만을 다룰 수 있음)
• 0과 1이 많이 모이면 글자도, 숫자도, 사진도, 동영상도 나타낼 수 있다!
• 0과 1의 정보를 나타내는 최소 단위를 비트(bit)라고 한다
• 비트가 8개 모인 것을 바이트(byte)라고 한다

• 0과 1만으로 문자를 표현하는게 어떻게 가능?
  • 숫자와 문자의 대응표를 미리 만들어두었기 때문(ex. 숫자 65는 대문자 A, 66은 대문자 B..)
  • 아스키(ASCII), UTF-8 등 다양한 문자 대응표(encoding 방식)이 있다.

왜 bit가 8개만 가지고 모여 byte가 된걸까?

• 1바이트란? : 2의 8제곱 즉 2^8 으로 256종류의 정보를 나타낼 수 있는 정보의 양
• 비트가 정보표현의 최소단위라면 바이트는 숫자나 글자, 로마자 등을 표현하기 위한 정보의 양을 나타내는 기본단위이다.
• 컴퓨터는 미국에서 주로 발전한 기계인데, 처음 컴퓨터를 통해 문자를 나타내기 위한 규약인 ASCII(American Standard Code for Information Interchange)도 알파벳을 포함한 미국에서 사용하기 위한 문자들을 표현하기 위해 만든 것
• 이때 ASCII의 총 문자수가 공백을 포함하여 128자였기 때문에 7bit 만으로 모든 문자를 표현하는 것이 가능
• 여기에 오류 검출을 위한 패리티 비트(Parity bit) 1개를 추가하여 8비트를 최소의 연산 단위인 바이트로 정했다는 설이 가장 유력
• 출처 : https://devbull.xyz/1baiteuga-8biteuin-iyu-the-reason-why-1byte-equals-to-8bit/

• 문자데이터도 패킷으로 나누어서 네트워크에 전송
• 네트워크에 데이터를 전송하는 경우에는 비트정보를 전기신호로 변환하기 때문에 실제로 네트워크에는 전기신호가 전송되고 있다
  • (0과 1의 형태로 전송되는게 아니다!)

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LESSON 00~02 QnA

• 패킷의 크기는 일정한가?
  • 네트워크 종류에 따라 적절한 패킷 크기도 달라진다
  • 일단은 고정된 크기로 보내지는 것은 맞음
• 패킷 번호는?
  • 첫번째 패킷의 번호는 0, 두번째 번호는 패킷 크기만큼 증가한 번호(ex. 1460), 세번째는 그다음 패킷크기만큼 증가한 번호(ex. 2920) 등으로 순서 번호 가 부여된다.
  • 확인응답 번호라는 개념도 있는데 이건 이후에 프로토콜 배우면서 봐야 알듯.

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• 문자 대응표(encoding 방식)를 알아야 파일을 열때 / 전송할 때 한글이 깨지는 경우에 잘 대처할 수 있다!
• 파일이 utf-8로 저장되어있으면, 파일을 열때도 utf-8로 열어야한다.

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LESSON 03 랜과 왠

랜(LAN)과 왠(WAN)의 차이

• 랜(LAN)
  • Local Area Network(근거리 통신망)의 약어
  • 지리적으로 제한된 곳(Ex. 건물 안, 특정 지역)을 범위로 하는 네트워크

• 왠(WAN)
  • Wide Area Network(광역 통신망)의 약어
  • 지리적으로 넓은 범위(Ex. 지역, 국가, 세계)에 구축된 네트워크
  • 인터넷 서비스 제공자(ISP, Internet Service Provider)가 제공하는 서비스를 사용하여 구축된 네트워크
  • LAN과 LAN을 연결하는 네트워크

• 랜과 왠의 비교

구분	랜(LAN)	왠(WAN)
범위	좁다(건물이나 특정 지역)	넓다(랜과 랜을 연결)
속도	빠르다	느리다
오류	적다	많다

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LESSON 04 가정에서 하는 랜 구성

가정에서의 네트워크 구성

• 가정에서 인터넷을 사용하기 위해 결정해야 하는 것: ISP, 인터넷 회선
• 가정에서 네트워크를 연결하기 위해 필요한 장비: 인터넷 공유기(broadband router, 가정용으로 만든 라우터)
• 연결(접속) 방식:
  • 인터넷 공유기를 중심으로 내부 인터넷망을 구성하고, 다양한 기기를 연결한다.
  • 크게 유선 연결(유선 랜)과 무선 연결(무선 랜)로 나뉜다.

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LESSON 05 회사에서 하는 랜 구성

소규모 회사(SOHO 기업)에서의 네트워크 구성

• DMZ(DeMilitarized Zone, 비무장지대)
  • DMZ는 외부에 공개하기 위한 네트워크이다.
  • 외부에 공개하는 서버를 위치시킨다. (Ex. 웹 서버, 메일 서버, DNS서버 등)
  • 일반적으로 외부 네트워크와 내부 네트워크 사이에 위치한 중간 지대(서브넷)이다.
  • 네트워크의 보안 영역으로 외부 공격자가 내부 네트워크에 침투하는 것을 막는 역할을 한다.

• 서버 운영 방식 2가지

  • 온프레미스(on-premise): 사내 또는 데이터센터에 서버를 두고 운영하는 방식.
  • 클라우드(cloud): 인터넷을 통해 소프트웨어나 하드웨어 등의 컴퓨팅 서비스를 제공하는 것으로, 인터넷에 접속해서 서버를 운영하는 방식.

• 온프레미스 서버 장비

  • 서버 장비실 안에 랙을 두고, 랙 안에 서버, 라우터, 스위치를 설치한다.
  • 라우터: 서로 다른 네트워크와 통신하기 위한 장비. (본권 5장 참고)
  • 스위치: 각 서버나 사무실 내의 컴퓨터, 프린터 등 회사 내 장비들이 서로 통신하기 위한 장비. (본권 4장 참고)

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LESSON 03~05 QnA

• 인터넷 회선의 종류
  • 광랜(이더넷) : 기가 ~ 100Mbps
  • FTTH : 기가 ~ 100Mbps
  • 동축 케이블 인터넷 : 수백 ~ 수십Mbps
  • xDSL (ADSL, VDSL 등) : 수십 ~ 수Mbps