[1주차] 네트워크 기초

컴퓨터 네트워크는 무엇인가요?

컴퓨터 네트워크는 컴퓨터간에 서로 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있는 통신망입니다.

현대에는 월드 와이드 웹(www)이라는 네트워크 통신망에서 주로 HTTP를 사용해 데이터를 주고 받습니다.

컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하는 방식에 대해 설명해주세요.

컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하는 방식은 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식이 있습니다.

 

회선 교환 방식은 일대일 네트워크 연결 회선을 미리 점유해서 데이터 전송을 하는 방식입니다.

회선을 점유하는 동안은 다른 컴퓨터가 데이터를 전송할 수 없습니다.

 

패킷 교환 방식은 데이터를 패킷이라는 작은 단위로 나눠서 전송하는 방식입니다.

회선을 점유하지 않기 때문에 여러 컴퓨터들이 데이터 전송을 할때 회선을 효율적으로 사용할 수 있습니다.

프로토콜에 대해서 설명해주세요.

프로토콜은 네트워크에서 데이터를 주고 받기 위한 통신 규칙입니다.

예를들어 우리는 HTTP 라는 클라이언트-서버 구조의 프로토콜 규칙을 지키면서 데이터를 주고 받을 수 있습니다.

TCP/IP에 대해서 설명해주세요.

TCP/IP는 총 4개 계층으로 구분되는 네트워크 계층 모델입니다.

 

링크 계층 역할은 데이터를 물리적 전송 매체를 통해 전송하는 것이고,

인터넷 계층의 역할은 호스트간 통신 경로를 확보해서 데이터를 전송하는 것입니다.

트랜스포트 계층의 역할은 프로세스간 데이터 전송하는 것이고,

애플리케이션 계층은 사용자에게 네트워크 애플리케이션을 제공하는 것입니다.

OSI 7 Layer에 대해서 설명해주세요.

OSI 7 계층 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 나눠 설명하는 개념 모델입니다. 각 계층은 특정한 역할을 수행하며, 데이터를 최종 목적지까지 신뢰성 있게 전달할 수 있도록 합니다. OSI 모델은 아래와 같은 7개의 계층으로 구성됩니다.

1 Layer	Physical Layer	시스템 간의 물리적인 연결과 전기 신호를 변환 및 제어한다.
2 Layer	Data Link Layer	네트워크 기기 간의 데이터 전송 및 물리 주소를 결정한다.
3 Layer	Network Layer	다른 네트워크와 통신하기 위한 경로 설정 및 논리 주소를 결정한다.
4 Layer	Transport Layer	신뢰할 수 있는 통신을 구현한다.
5 Layer	Session Layer	세션 체결, 통신 방식을 결정한다.
6 Layer	Presentation Layer	문자 코드, 압축, 암호화 등의 데이터를 변환한다.
7 Layer	Application Layer	이메일 & 파일 전송, 웹 사이트 조회 등 어플에 대한 서비스를 제공한다.

이렇게 각 계층이 독립적으로 역할을 수행하며, 상호작용하여 데이터를 효율적이고 신뢰성 있게 주고받도록 합니다. OSI 모델은 네트워크의 문제를 특정 계층에서 쉽게 진단하고 해결할 수 있게 도와주는 구조화된 모델입니다.

OSI 모형 7계층 암기 요령
- 응용 계층에서 물리 계층까지(위에서 아래로) (A-P-S-T-N-D-P)
- 펭귄은 아무도 펩시를 마시지 않는다고 말했다(A-Penguin-Said-That-Nobody-Drinks-Pepsi)

OSI 7 Layer, TCP/IP 처럼 프로토콜을 계층화하는 이유가 뭘까요?

크고 복잡한 네트워크 시스템을 역할을 갖는 여러개의 독립적인 계층으로 나누어 관리하면,

통신 흐름을 단계적으로 이해할 수 있고 각 계층의 유지보수가 용이해집니다.

 

계층간 의존성이 줄어들에 독립적인 계층으로 나눠서 관리하면,

다른 계층과 상관없이 특정 계층의 프로토콜 스펙을 쉽게 수정할 수 있기 때문입니다.

컴퓨터 네트워크에서 캡슐화와 비캡슐화에 대해서 설명해주세요.

캡슐화는 프로토콜 상쉬 계층에서 하위 계층으로 패킷을 전달할때 상위 계층의 헤더를 붙이는 것입니다.

비캡슐화는 반대로 하위 계층에서 상위 계층으로 패킷을 전달할때 헤더의 정보를 참조하고 떼어내는 것입니다.

NIC와 리피터에 대해서 설명해주세요.

NIC와 리피터는 물리 계층에서 동작하는 네트워크 기기입니다.

 

NIC는 컴퓨터를 네트워크에 연결해주는 하드웨어 장치입니다.

컴퓨터는 NIC를 통해 패킷을 회선이나 전파로 변환해 전송합니다.

 

리피터는 회선에 흐르는 전기 신호를 증폭해주는 기기입니다.

회선에 흐르는 전기 신호는 전송거리에 따라 감쇠될 수 있기 때문 입니다.

브리지에 대해서 설명해주세요.

브리지는 데이터링크 계층에서 동작하는 네트워크 기기입니다.

 

브리지는 MAC 주소 테이블을 통해 단말의 포트간 프레임 패킷 전송을 합니다.

이를 브리징이라고 부릅니다.

L2 스위치에 대해서 설명해주세요.

L2 스위치는 데이터링크 계층(2계층)에서 동작하는 네트워크 기기입니다.

 

L2 스위치는 MAC 주소 주소 테이블을 통해 같은 네트워크에 있는 단말의 포트간 프레임 패킷 전송을 합니다.

기본적으로 브리지와 기능이 같습니다.

하지만 브리지 보다 더 많은 단말이 접속할 수 있습니다.

그래서 네트워크 상의 유선 연결은 대부분 L2 스위치로 연결되어 있습니다.

라우터에 대해서 설명해주세요.

라우터는 네트워크 계층에서 동작하는 네트워크 기기입니다.

라우터는 IP주소를 통해 IP패킷을 서로 다른 네트워크로 전송합니다.

패킷의 경로를 결정하는 것을 라우팅,

라우팅 테이블을 참조해서 패킷을 전송하는 것을 포워딩이라고 합니다.

L3 스위치에 대해서 설명해주세요.

L3 스위치는 네트워크 계층에서 동작하는 네트워크 기기입니다.

L3 스위치는 라우터에 L2 스위치가 추가된 기기입니다.

MAC 주소 테이블과 라우팅 테이블을 조합한 정보를 FPGA라는 하드웨어에 기록하여

고속으로 패킷 전송을 할 수 있습니다.

L7 스위치에 대해서 설명해주세요.

L7 스위치는 애플리케이션 계층에서 동작하는 네트워크 기기입니다.

L7 스위치는 로드 밸런싱을 통해 큰 트래픽을 뒷단의 서버들로 분산해주는 기능을 합니다.

추가로 뒷단에 있는 서버들을 대상으로 서버가 가용한 상태인지 헬스 체크를 해주는 기능도 합니다.

LAN과 WAN에 대해서 설명해주세요.

LAN은 Local Area Network로 가정이나 기업등 한정된 범위의 로컬 네트워크를 뜻합니다.

WAN은 Wide Area Network로 거리상 멀리 떨어진 범위의 네트워크를 뜻합니다.

인터넷과 VPN 등을 예시로 들 수 있습니다.

참고

링크: https://velog.io/@leebeanbin/CSComputer-Network01