대메뉴 바로가기 본문 바로가기

데이터 기술 자료

데이터 기술 자료 상세보기
제목 네트워크 기반 통신 및 계층 구조
등록일 조회수 5486
첨부파일  

네트워크 기반 통신 및 계층 구조

㈜엑셈 컨설팅본부 /APM팀 김 다운



개요

네트워킹은 서로 연결하는 것 입니다 . 그렇다고 그냥 연결하는 것이 네트워킹을 의미하는 것은 아닙니다 . 서로 연결된 장비들끼리 대화를 주고받을 수 있어야 합니다 . 한마디로 정의하면 ' 장비 들을 서로 대화가 가능하도록 묶어 주는 것 ' 이라고 생각하면 됩니다 . IBM 호스트 장비 같은 비싼 장비들의 경우 혼자 쓰기에 너무 아까워서 보통 ' 터미널 ' 이라고 불리는 , 단말기 비슷하게 생긴 장 비들 여러 대를 호스트 컴퓨터에 붙여서 사용했고 , 여기서 서버 외에 프린터도 공유하고 , 그러다 하나의 호스트만 공유하지 말고 , 여러 대의 호스트를 함께 공유하는 방식으로 점차 확대되어서 지금의 네트워킹으로 발전하게 되었습니다 . 이러한 네트워크 기반 통신 및 계층 구조에 대한 이 해는 더 이상 네트워크 분야의 사람 들에게만 필요한 지식이 아닙니다 . 여기서는 네트워 킹 및 네 트워크의 통신 방식 에 대해 알아보도록 하겠습니다 .


Network 의 종류

인터넷

인터넷 (Internet) 의 인터 (Inter) 라는 의미는 연결을 의미합니다 . 따라서 인터넷 (Internet) 이란 ' 여러 개의 네트워크를 묶었다 ' 는 의미를 가지고 있습니다 . 이러한 인터넷의 특징이 있는데 , 하 나의 프로토콜 (TCP/IP) 만을 사용합니다 . 프로토콜은 일종의 통신의 규칙이라고 정의할 수 있습 니다 . 일상 생활에서 대화할 때 한 사람은 한국말을 하는데 , 상대편은 영어로만 대화한다면 프로 토콜이 다르다고 할 수 있습니다 .


인트라넷

인트라 (Int ra) 는 ' 내부의 ' 란 의미를 가지고 있습니다 . 간단히 말하면 내부의 네트워크가 됩니다 . 인터넷을 웹 브라우저만 가지고 사용이 가능하듯 , 사내 업무도 웹 브라우저만 가지고 쓸 수 있도 록 만든 게 인트라넷입니다 . 따라서 인트라넷 역시 TCP/IP 란 프로토콜을 사용합니다 . 다른 점 은 회사 사람 외에 다른 사람은 인터넷을 통해서 접속이 불가능하다는 점입니다 . 인터넷과 같이 사용이 가능 하지만 사내에서만 허용되는 네트워크인 셈입니다 .


엑스트라넷

인트라넷과 유사하지만 기업의 인트라넷을 그 기업 사람 이외에도 협력 회사나 고객에게 사용할 수 있도록 한 것이 엑스트라넷 입니다 .


LAN

LAN 이란 'Local Area Network' 의 약자로 Local, 즉 ' 어느 한정된 공간에서 네트워크를 구성한 다 ' 는 것을 의미합니다 . 여기서 한정된 공간이 애매할 수도 있는데 좀 더 정확히 LAN 은 단일 기 관의 소유라야 하며 , 300m~3000m 정도의 지역으로 한정되어 있어야 하며 , 원거리 네트워크 (WAN) 보다 통신 속도가 빨라야 합 니다 . 이러한 요건을 충족시키면 일반적으로 LAN 이라고 부 릅니다 .


네트워크와 케이블

LAN

LAN 이란 'Local Area Network' 의 약자로 Local, 즉 ' 어느 한정된 공간에서 네트워크를 구성한 다 ' 는 것을 의미합니다 . 여기서 한정된 공간이 애매할 수도 있는데 좀 더 정확히 LAN 은 단일 기 관의 소유라야 하며 , 300m~3000m 정도의 지역으로 한정되어 있어야 하며 , 원거리 네트워크 (WAN) 보다 통신 속도가 빨라야 합니다 . 이러한 요건을 충족시 키면 일반적으로 LAN 이라고 부 릅니다 .


WAN

WAN 이란 'Wide Area Network' 의 약자로서 ' 멀리 떨어진 지역을 서로 연결하는 네트워크 ' 를 지칭할 때 사용됩니다 . 인터넷에 접속하는 것은 WAN 이라고 볼 수 있습니다 .


네트워크 방식

이더넷

근거리 통신망 LAN 에는 여러 가지 네트워크 방식 ( 토큰링 , FDDI, ATM) 이 있습니다 . 이와 같은 방식중의 하나가 bus 형의 이더넷 방식이고 현재 네트워크 방식의 90% 이상을 차지합니다 . 인 터넷이 TC P/IP 라는 프로토콜 방식을 통해 데이터 전송을 한다면 , 이더넷은 CSMA/CD 프로토 콜 방식을 통해 데이터 전송을 하는 차이점이 존재합니다 . 지금 현재 우리나라에서 사용하고 있 는 네트워킹 방식의 거의 90% 이상이 바로 이더넷 방식이기 때문에 이 부분에 대한 이해가 어 느 정도 필요합니다 .


CSMA/CD 프로토콜 방식

Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection 을 줄여서 부르는 방식입니다 .

. Carrier Sense: 목적지로 프레임을 전송하기 전에 현재 전송 중인 프레임 유무 확인
. Multiple Access : 케이블 상에서 송수신 중인 프레임이 있다면 기다리고 없으면 목적지로 프레임 전송 .
. Collision Detection : Ethernet 은 복수의 장비가 동시에 프레임 전송이 가능하며 , 이 경우 충 돌이 있을 수 있으므로 프레임 전후에 충돌발생을 확인 .



두 호스트 (PC) 가 네트워크 상에 보낼 데이터가 발생하면 , 각각 네트워크의 통신 여부를 확인 후 통신이 일어나지 않는 것을 확인하고 각각 데이터를 보냅니다 .



이 때 , 두 PC 에서 동시에 데이터를 보냄으로 인해 네트워크 상에서 충돌 (Collision) 이 발생합니 다 .



충돌 (Collision) 이 발생하면 두 PC 는 충돌을 감지하고 랜덤 (Random) 한 시간 동안 기다린 후 다시 통신을 시도하게 됩니다 .

즉 , CSMA /CD 방식의 통신은 컴퓨터가 네트워크를 살펴봐서 아무도 통신을 하고 있지 않으면 데이터를 실어서 보낸 다음 잘 갔는지 확인해 보는 방식입니다 . 이 때 동시에 두 개의 컴퓨터에 서 데이터를 보내려고 하면 충돌이 발생하는데 , 랜덤 (Random) 한 시간 동안 기다렸다가 다시 보내게 됩니다 .


토큰링

토큰링 방식은 네트워크에서 오직 한 PC, 즉 토큰을 가진 PC 만이 네트워크에 데이터를 실어 보 낼 수 있는 방식을 말합니다 . 데이터를 다 보내고 나면 바로 옆 PC 에 게 토큰을 건네주게 됩니다 . 만약 전송할 데이터가 없다면 토큰을 다시 옆 PC 에게 전달합니다 . 이렇게 옆으로 전달하는 방 식으로 통신이 이루어집니다 . 토큰링 방식의 장점은 충돌 (Collision) 이 발생하지 않습니다 . 단점 은 다른 PC 들이 보낼 데이터가 없더라도 다른 PC 들을 거쳐서 토큰이 올 때까지 기다려야 합니 다 . 데이터 네트워크의 형태에서 이더넷의 일반적인 속도는 100/1000Mbps 이며 , 토큰링은 4Mbps/16Mbps 입니다 . 대부분 약간의 충돌 을 감수하더라도 이더넷 방식을 쓰고 있습니다 .



네트워크 Address

맥 어드레스

MAC( 맥 ) 은 미디어 액세스 컨트롤 (Media Access Control) 의 준말입니다 . 의미는 몰라도 한 번 쯤은 들어본 용어일 것입니다 . 우리가 편지를 받기 위해 고유한 주소가 필요하듯이 네트워크 상 에서 통신을 위해 서로를 구분하는 주소 역할을 담당하는 주소가 MAC 주소입니다 . 그렇다면 우리가 아는 대로 통신을 위해서 각 장비마다 IP 주 소가 분명히 배정되고 또 그 주소를 가지고 통신을 하는 것과 MAC 주소는 어떠한 차이가 있을까요 ? 우리가 IP 주소를 사용하니까 IP 주소 만 있으면 모든 통신이 일어날 것 같지만 사실은 IP 주소를 다시 MAC 으로 바꾸는 절차 (ARP) 를 밟고 있습니다 .

자신의 LAN 카드의 맥 어드레스를 알고 싶으신 분은 윈도우의 시작 버튼을 누른 다음 실행을 눌 러 열기에서 'cmd' 를 입력하고 도스 모드로 나와서 'ipconfig /all' 을 입력하면 물리적 주소 (P hysical address) 로 보이는 주소가 바로 자신의 맥 어드레스입니다 .



통신 방식

유니캐스트

정확하게 받는 PC 의 주소를 프레임 안에 써넣는데 이때 PC 가 하나이어야 합니다 . 우리가 LAN 에서 통신을 한다고 가정할 때 데이터를 보내고자 하는 PC 의 맥 어드레스가 (00 - 60 - 80 - AA - BB - CC) 라고 가정하고 , 받는 PC 의 맥 어드레스가 (00 - 60 - 80 - DD - EE - FF) 라고 가정한 경우입 니다 . 즉 출발지와 목적지의 맥 어드레스가 프레임 안에 항상 있어야 하는 것이 유니캐스트 통신 방식입니다 . 이때 PC 의 주소를 프레임 안에 써넣는데 PC 가 하나이어야 합니다 .


브로드캐스트

한마디로 로컬 LAN 상에 붙어있는 모든 네트워크 장비들에게 보내는 통신입니다 . 여기서 로컬 LAN 은 Router 에 의해서 구분 지어진 공간 , 즉 broadcast 도메인이라고 하는 공간을 뜻합니다 . broadcast 는 통신의 대상이 특정한 어떤 한 네트워크 장비가 아니고 내가 살고 있 는 네트워크 안의 모든 네트워크 장비들에게 통신할 때 쓰기 위한 방식이라고 보면 됩니다 . broadcast 가 보 내지는 구간을 broadcast 도메인이라고 하는데 , 주소가 정해져 있 습니 다 . 이 주소를 LAN 카드 가 받으면 CPU 로 전송하게 됩니 다 . 그러면 CPU 에서 처리해야 할 작업이 더 늘어나게 됩니 다 . 그렇게 되면 CPU 는 자동적으로 성능이 저하되게 됩니 다 . 또한 , broadcast 는 전체 네트워크 성 능저하 및 여러 가지 문제의 원인이 될 수도 있 습 니 다 . 하지만 broadcast 를 쓰지 않을 수는 없 습니 다 . 주로 상대방과 처음으로 통신을 할 때 상대편의 맥 어드레스 가 필요한데 , 이 때 맥 어드 레스를 알기 위해 ARP(Addres s Resolution Protocol) 이 일어나게 되는데 이 ARP 가 바로 broadcast 입니 다 .


멀티캐스트

이건 그룹 멤버들에게만 한번에 보내는 방식입니 다 . 만약 그룹멤버들이 100 명이 있고 20 명에 게 정보를 보내줘야 하는데 unicast 로 하자니 20 번을 보내야 하고 broadcast 로 하자니 필요 하지 않는 사람까지 받게 됩니다 . 하지만 멀티캐스트로 하게 된다면 그 그룹에 속해있는 사람들 에게 선택적으로 보낼 수가 있 습니 다 .


OSI 7 Layer 계층

네트워크에서 한 번쯤 접할 수 있는 OSI 7 Layer 는 통신의 단계를 7 개로 나누어서 구분하는 것을 의미합니다 . OSI 의 단계를 7 Layer 의 단계별로 표준화하여 그 효율성을 높이기 위해서 사용되었습니다 . 계층을 구분하는 이유 는 다음과 같습니다 .

. 데이터의 흐름 이 한 눈에 보인다 .
. Trouble shooting 이 쉽다 .
. 네트워크를 공부하는 사람들이 네트워크 동작 과정을 쉽게 습득할 수 있다 .
. 여러 회사 장비를 사용해도 네트워크가 이상 없이 돌아간다 .


Application Layer( 응용계층)

사용자 인터페이스의 역할을 담당하는 계층 입니다 .


Presentation Layer( 표현계층 )

전송하는 데이터의 Format 을 결정 합니다 . 다양한 데이터 Format 을 일관되게 상호 변환하고 압축 및 암호화 및 복호화 기능 을 수행 합니다 .


Session Layer( 세션계층 )

네트워크 상에서 통신을 할 경우 양쪽 호스트 간에 최초 연결이 되게 하고 통신 중 연결이 끊어 지지 않도록 유지 시켜주는 역할 을 합니다 . 통신을 하는 두 호스트들 사이에 세션을 열고 , 닫고 그리고 관리하는 기능을 담당 합니다 .


Transport Layer( 전송계층 )

정보를 분할하고 , 상대편에 도달하기 전에 다시 합치는 과정을 담당 합니다 . (Segment : Layer 4 의 data 단위 ) 또한 목적지 컴퓨터에 서 발신지 컴퓨터 간의 통신에 있어서 에러제어 (error control) 와 흐름제어 (flow control) 을 담당 합니다 .


Network Layer( 네트워크계층 )

Logical address(IP, IPX) 를 담당하고 packet 의 이동 경로를 결정 합니다 . 경로 선택 , Routing , 논리적인 주소를 정의하는 계층 으로써 Routing 프로토콜을 이용해서 최적 경로 를 선택 합니다 .
Network 계층 장비 : Router


Data Link Layer( 데이터링크 계층 )

데이터 링크 계층은 물리적 계층을 통한 데이터 전송에 신뢰성을 제공 합니다 . 물리적 주소 (MAC) 지정 , 네트워크 토폴로지 , 오류통지 , 프레임의 순차적 전송 , 흐름제어 등의 역할을 합니다 . 이 계 층에서는 로컬 네트워크에서 프레임을 안전하게 전송하는 것이 목적입니다 .
Data link 계층 장비 : Switch, Bridge


Physical Layer( 물리계층 )

네트워크 통신을 위한 물리적인 표준 을 정의하였습니다 . 두 컴퓨터 간에 전지적인 , 기계적인 그 리고 절차적인 연결을 정의하는 계층 입니다 . ( 케이블 종류 , 데이터 송수신 속도 등 )
Physical 계층 장비 : 허브



출처 : (주)엑셈

제공 : DB포탈사이트 DBguide.net