[새싹 성동 2기] 네트워크의 기초

 

네트워크 기초: 구성 요소와 데이터 전송

네트워크를 이해하려면 기본적으로 서버와 클라이언트의 개념, 데이터 전송 단위, 전송 매체, 통신 프로토콜, 그리고 네트워크 장비에 대해 알아야 합니다. 이 글에서는 네트워크의 핵심 구성 요소와 데이터를 어떻게 주고받는지에 대해 살펴보겠습니다.

1. 서버와 클라이언트의 이해

네트워크의 기본 구성 요소는 서버(Server)와 클라이언트(Client)입니다. 서버는 데이터를 저장하고 요청을 처리하는 역할을 하며, 클라이언트는 이 데이터를 요청하고 사용하는 장치를 말합니다. 예를 들어, 웹사이트에 접속할 때 웹 서버는 데이터를 제공하는 역할을 담당하고, 사용자의 컴퓨터나 스마트폰은 데이터를 요청하는 클라이언트 역할을 합니다.

서버와 클라이언트는 각각 특정 IP 주소를 통해 네트워크 상에서 구분됩니다. 이 IP 주소를 기반으로 데이터는 서버에서 클라이언트로, 또는 반대로 전송됩니다.

2. 데이터 전송의 기본 단위

서버와 클라이언트가 데이터를 주고받을 때, 데이터는 전송 과정에서 패킷이나 프레임 등의 단위로 나뉘어 전송됩니다. 각 데이터 단위는 데이터를 올바르게 전달하기 위한 다양한 정보를 포함하고 있으며, 이를 통해 신뢰성 있는 통신이 가능합니다. 이 데이터 단위는 OSI 모델에서 어디에 위치하는지에 따라 다릅니다.

3. 전송 매체

데이터는 물리적인 경로를 통해 전송됩니다. 가장 흔한 전송 매체는 다음과 같습니다:

• UTP 케이블: 일반적으로 가정과 사무실에서 사용되는 이더넷 케이블입니다.
• 광케이블: 고속 데이터 전송이 가능한 전송 매체로, 주로 백본 네트워크에서 사용됩니다.
• Wi-Fi: 무선 네트워크 환경에서 사용되며, 전파를 통해 데이터를 전송합니다.

전송 매체는 전송 속도, 거리, 환경 등에 따라 선택됩니다.

4. 통신 프로토콜: 데이터 전송 규칙

데이터가 올바르게 전송되기 위해서는 일정한 규칙이 필요하며, 이를 통신 프로토콜이라고 부릅니다. 대표적인 프로토콜은 다음과 같습니다:

• TCP(Transmission Control Protocol): 안정적인 연결을 우선시하여 데이터 손실을 최소화합니다.
• UDP(User Datagram Protocol): 빠른 전송 속도를 우선시하여 실시간 데이터 전송에 적합합니다.

또한, HTTP와 FTP 같은 프로토콜은 웹 브라우징과 파일 전송에서 주로 사용됩니다. 이와 같은 프로토콜들은 각기 다른 전송 방식을 통해 데이터를 처리합니다.

5. 네트워크 장비

• 스위치: 네트워크 내부에서 데이터를 전송하는 장치로, 특정 목적지의 장치로만 데이터를 전송하여 효율성을 높입니다.
• 라우터: 서로 다른 네트워크 간의 연결을 담당하며, 최적의 경로를 선택하여 데이터를 전달합니다.
• 방화벽: 네트워크 보안을 유지하기 위해 데이터를 필터링하고, 안전한 통신을 보장합니다.

6. 네트워크의 분류

6.1 범위에 따른 분류

• LAN (Local Area Network): 건물, 사무실 내에서 사용하는 소규모 네트워크입니다. 빠른 속도와 낮은 지연 시간 때문에 사내 네트워크에 자주 사용됩니다.
• WAN (Wide Area Network): 서로 떨어진 지역을 연결하는 광범위한 네트워크입니다. SP(서비스 제공자)와 ISP(인터넷 서비스 제공자)가 WAN 서비스를 주로 제공하며, 전용선 또는 임대선을 통해 연결됩니다.

6.2 기술별 분류

• Ethernet: 가장 널리 사용되는 유선 네트워크 기술입니다. 안정성과 호환성이 뛰어납니다.
• Token Ring: 데이터 충돌을 피하기 위해 토큰을 사용하는 방식입니다. 현재는 많이 사용되지 않습니다.(공항 등)
• FDDI & ATM: 각각 고속 데이터 전송을 위한 기술로, 특정 환경에서 주로 사용됩니다.

6.3 데이터 전송 방식에 따른 분류

• 유니캐스트: 특정 하나의 수신자에게만 데이터를 전송하는 방식입니다. 네트워크 트래픽은 높고 시스템 부하는 낮습니다.
• 브로드캐스트: 네트워크에 연결된 모든 장치로 데이터를 전송하는 방식입니다. 네트워크 트래픽은 낮고 시스템 부하는 높습니다.
• 멀티캐스트: 특정 그룹에 속한 장치들에게만 데이터를 전송하는 방식입니다. 효율적이지만 Local 적입니다.
• 이에 따라 현재 상황은 브로드 캐스트를 기반으로 한 유니캐스트 전송 위주로 형성되어있으며, 트래픽이 높은 상태입니다.

7. NIC의 기능과 역할

NIC(Network Interface Card)는 네트워크에 연결된 장치가 데이터를 주고받을 수 있도록 도와주는 장치입니다. NIC는 데이터 신호를 전기 신호로 변환하고, 네트워크를 통해 데이터를 송수신하며, 컴퓨터와 네트워크 간의 인터페이스 역할을 합니다.

 

8. 네트워크 토폴로지

• 버스 토폴로지: 모든 장치가 하나의 케이블에 연결된 구조입니다. 설정이 간단하지만, 장애가 발생하면 네트워크 전체에 영향을 미칩니다.
• 링 토폴로지: 장치들이 순환형으로 연결된 구조로, 데이터를 순차적으로 전달합니다.
• 스타 토폴로지: 모든 장치가 중앙 허브에 연결된 구조입니다. 현재 가장 많이 사용되는 형태로, 장애가 발생해도 특정 장치에만 영향을 줍니다.
• 타이어드 스타 토폴로지: 여러 개의 스타 구조가 계층적으로 연결된 형태로, 대규모 네트워크에서 자주 사용됩니다.
• 풀 매시 토폴로지: 모든 장치가 서로 연결된 구조입니다. 비용이 높지만 안정성과 데이터 전송 속도가 뛰어납니다.

토폴로지	장점	단점
버스 토폴로지	- 설정이 간단하고 비용이 저렴함	- 케이블 장애 시 네트워크 전체에 영향
	- 적은 케이블 사용	- 장치 수가 많아질수록 성능 저하 가능
링 토폴로지	- 데이터 전송이 순차적이므로 일정한 속도 유지 가능	- 하나의 장치에 장애 발생 시 네트워크 전체가 마비
	- 충돌 가능성이 낮음	- 추가 장치 연결 시 복잡함
스타 토폴로지	- 중앙 장치에 문제가 생기면 해당 장치에만 영향	- 중앙 장치에 문제가 발생하면 전체 네트워크 중단
	- 각 장치가 독립적으로 연결되어 장애에 강함	- 케이블이 중앙 허브에 의존하므로 설치 공간 필요
타이어드 스타 토폴로지	- 높은 확장성과 관리 용이성	- 구조가 복잡해져 설치와 유지보수 비용 증가
	- 개별 스타 구조가 독립적으로 작동	- 중앙 허브에 장애 발생 시 연결된 스타 구조 영향
풀 매시 토폴로지	- 높은 안정성과 데이터 전송 속도	- 설치 비용과 복잡성이 매우 높음
	- 장애 발생 시에도 다른 경로로 데이터 전송 가능	- 모든 장치가 서로 연결되어야 하므로 관리가 어려움

 

 

*생성형 AI 활용한 클라우드&보안 전문가 양성캠프 과정의 교육내용 정리 자료입니다.