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🌐[Network] OSI 7계층 모델 - 계층별 기능
🌐[Network] OSI 7계층 모델 - 계층별 기능.
1️⃣ 계층별 기능.
OSI 7계층 모델의 모든 계층이 중요하지만, 특히 전송 계층이 중요합니다.
전송 계층은 통신 양단에 있는 전송 연결의 주체(프로세스) 사이에 종단 연결을 제공합니다.
호스트에서 실행되는 프로세스와 프로세스 사이에 연결을 설정하여 데이터를 주고받을 수 있게 해주는 것이 전송 계층입니다.
전화 시스템을 예로 들면, 통화자 사이에 통화 연결을 설정하는 것이 바로 전송 계층입니다.
전송 계층의 하위에 있는 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층은 전송 계층의 연결을 설정하고 지원하는 역할을 수행합니다.
상위에 있는 세션 계층, 표현 계층 응용 계층은 전송 계층의 연결을 어떻게 활용할지에 대하여 다룹니다.
따라서 OSI 7계층 모델은 전송 계층을 기준으로 두 부분으로 나뉜다고 볼 수 있습니다.
실제로 인터넷 모델인 TCP/IP 프로토콜은 운영체제 내부에 계층 4까지의 기능을 구현하고, 상위 계층의 기능은 사용자 프로그램으로 구현합니다.
1️⃣ 물리 계층.
OSI 7계층 모델의 맨 밑에 위치하는 물리 계층(Physical Layer)은 전송 매체의 물리적 인터페이스에 관한 사항을 기술합니다.
즉, 전송 매체에서는 개별 정보의 비트(Bit) 교환 문제를 다룹니다.
물리 계층은 하드웨어 시스템으로 구현되고, 계층 2이상의 프로토콜들은 소프트웨어적으로 구현됩니다.
물리 계층에서 다루는 전송 매체의 특성에는 데이터의 전송 속도, 송수신 호스트 사이의 클록 동기화 방법, 물리적 연결 형태 등이 있습니다.
2️⃣ 데이터 링크 계층.
데이터 링크 계층(Data Link Layer)은 물리 계층을 통해 전송되는 데이터의 물리적 전송 오류를 해결합니다.
결과적으로 상위의 네트워크 계층에 신뢰성 있는 패킷 전송을 보장해주어 물리적 전송 오류에 대한 부담을 없애줍니다.
데이터 링크 계층은 갈림길에서 전송 경로를 선택할 수 없으므로 두 호스트가 일대일로 직접 연결된 환경에서만 데이터 전송을 지원합니다.
데이터 링크 계층을 이용해 전송되는 데이터를 프레임(Frame)이라 부릅니다.
프레임 헤더에 표시되는 송수신 호스 정보에는 LAN 카드에 내장된 송수신 호스트의 MAC 주소가 기록됩니다.
데이터 링크 계층은 다른 상위 계층처럼 송신 호스트와 수신 호스트 사이의 전송 속도 차이를 고려한 흐름 제어 기능도 지원할 수 있습니다.
3️⃣ 네트워크 계층.
네트워크 계층(Network Layer)은 송신 호스트가 전송한 데이터가 어떤 경로를 통해 수신 호스트에 전달되는지를 결정하는 라우팅 문제를 처리합니다.
전달 경로 선택은 미리 정해지는 정적인(static) 방식과 네트워크의 현재 부하 상태에 따라 결정되는 동적인(Dynamic) 방식으로 구분합니다.
네트워크 계층에서는 전송 데이터 패킷(Packet)이라 부르며, 중개 과정에서 경로 선택의 기준이 되는 호스트 주소가 필요합니다.
인터넷에서는 IP 프로토콜이 네트워크 계층의 기능을 수행하므로 호스트의 IP 주소가 경로 선택에 중요한 기준이 됩니다.
인터넷에 연결된 호스트는 네트워크 계층의 주소와 데이터 링크 계층의 주소를 모두 가집니다.
컴퓨터 네트워크를 이용해 전송되는 패킷이 지나치게 많으면 네트워크의 전송 속도가 떨어집니다.
네트워크의 전송 속도가 감소하면 프로토콜 동작에 많은 영향을 미칠 수 있는데, 네트워크 트래픽이 과도하게 증가하는 문제를 조절하는 혼잡 제어(Congestion Control) 기능도 네트워크 계층에서 담당합니다.
4️⃣ 전송 계층.
전송 계층(Transport Layer)은 송신 프로세스와 수신 프로세스를 직접 연결하는 단대단(End-to-End) 통신 기능을 제공합니다.
전송 계층 아래에 있는 하위 계층은 호스트와 호스트 사이의 데이터 전송 과정에서 발생하는 문제들만 반영합니다.
반면 전송 계층은 호스트 내부에서 논리적으로 구축되는 연결 주체인 프로세스 사이의 통신 문제를 다룹니다.
전송 계층에서는 전송 오류율, 전송 속도 등과 같은 일반 사용자의 서비스 요구 유형에 대한 고려와 흐름 제어 기능도 제공합니다.
5️⃣ 세션 계층.
세션 계층(Session Layer)의 기능은 전송 계층과 거의 유사합니다.
그러나 사용자에게 원격 파일 전송이나 원격 로그인 등과 같은 상위적 연결 개념인 세션 기능을 제공한다는 점이 다릅니다.
특히 전송 계층의 연결이 일시적으로 끊어 졌을 때 이를 복구하여 세션이 유지될 수 있도록 합니다.
세션 계층에서는 송수신 호스트 사이의 대화 제어를 비롯해 상호 배타적인 동작을 제어하기 위한 토큰 제어, 일시적인 전송 장애를 해결하기 위한 동기(Synchronization) 기능 등을 제공합니다.
6️⃣ 표현 계층.
계층 5까지는 주로 데이터의 전송에 관한 내용을 다루지만 표현 계층(Presentation Layer)은 데이터의 의미(Sementic)와 표현 방법(Syntax)을 처리합니다.
즉, 통신 양단에서 서로 이해할 수 있는 표준 방식으로 데이터를 코딩(Coding)하는 문제를 다룹니다.
호스트의 데이터 표현 방법이 서로 다르면 상대방의 데이터를 이해할 수 있도록 적절하게 변환하는 과정이 필요합니다.
인터넷상에서 개인 정보의 유통과 상거래가 활발해지면서 보안의 중요성이 강조되고 있는데, 데이터를 암호화하는 기술도 표현 계층에서 다룹니다.
또한 영상 정보 같은 대용량 데이터의 크기를 줄여주는 압축도 표현 계층의 주요 기능입니다.
7️⃣ 응용 계층.
최상위의 응용 계층(Application Layer)에서는 다양하게 존재하는 응용 환경에서 필요한 기능을 다룹니다.
응용 환경은 매우 다양해 범위가 방대하지만, 초기 인터넷에서는 FTP, 텔넷, 전자 메일 서비스가 보급되었습니다.
FTP(File Transfer Protocol)는 파일 공유 서비스이며, 이 기능이 발전되어 지금은 클라우드 서비스가 보편적으로 사용되고 있습니다.
네트워크 파일을 이용할 때는 파일을 공유할 뿐 아니라 허가된 사용자가 적절한 접근 권한에 따라 사용할 수 있게 해야 합니다.
텔넷(Telnet)이 제공하는 가상 터미널, 전자 메일 등도 대표적인 초기 인터넷 서비스였습니다.
FTP와 Telnet은 최근 일반 사용자들 사이에서는 많이 사용되지 않고 있습니다.
그에 비하여 메일 서비스는 현재까지도 가장 많이 사용되는 인터넷 서비스 중 하나입니다.
현재의 인터넷 환경을 보면 스마트폰의 보급과 인공지능 기술의 발
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🌐[Network] OSI 7계층 모델 - OSI 7계층 모델
🌐[Network] OSI 7계층 모델 - OSI 7계층 모델.
네트워크에 연결된 컴퓨터들이 데이터를 주고받으려면 서로 연동할 수 있게 표준화된 인터페이스를 지원해야 합니다.
일반적으로 컴퓨터 네트워크에서는 계층 구조로 모듈화된 프로토콜 스택(Protocol Stack)을 사용합니다.
국제 표준화 기구인 ISO가 확립한 OSI(Open System Interconnection) 7계층 모델은 개방화된 Open 데이터 통신 환경에 적합한 계층적 구현 모델의 표준입니다.
1️⃣ OSI 7계층 모델.
위 그림은 ISO(International Standard Organization)에서 제시한 OSI 7계층 모델(OSI 7 Layer Model)입니다.
연결된 두 호스트가 각각 7개 계층으로 구성된 모듈을 수행함으로써 데이터 송수신이 가능합니다.
전송 데이터는 송신 호스트의 응용 계층에서 시작해 하위 계층으로 순차적으로 전달되어, 최종적으로 물리 계층에서 수신 호스트에 전달됩니다.
수신 호스트에서는 데이터를 상위 계층으로 순차적으로 이동시켜 응용 계층까지 보내줍니다.
데이터가 하위 계층으로 내려갈 때는 각 계층의 프로토콜에서 정의한 헤더 정보가 추가됩니다.
물리 계층을 제외한 모든 계층에서 헤더 정보가 추가되고, 물리 계층은 단순히 데이터 링크 계층에서 수신한 데이터를 수신 호스트의 물리 계층에 전달합니다.
데이터를 수신하는 호스트에서는 반대로 상위 계층으로 올라가며 순차적으로 헤더 정보를 제거하고 해석하면서 프로토콜 기능을 수행합니다.
위 그림에 표시하지는 않았지만, 송신 호스트와 수신 호스트 사이에는 다수의 라우터 등이 존재하여 중개 기능을 합니다.
용어 정의.
임의의 호스트에서 실행되는 계층 n 모듈은 상태 호스트의 n 모듈과 논리적으로 통신하는데, 이들이 사용하는 규칙을 계층 n 프로토콜(Protocol)이라고 합니다.
프로토콜의 역할은 프로토콜에서 정의된 기능을 수행하면서 필요한 정보를 서로 교환하는 것입니다.
프로토콜 기능을 원활하게 수행하려면 주소 표현 방법, 오류 제어, 흐름 제어 등의 기능이 설계와 구현 과정에서 반영되어야 합니다.
동일 계층에 위치한 통신 양단은 같은 프로토콜을 사용하여 통신하기 때문에 동료 프로세스(Peer Process)라 합니다.
한 호스트에서 상하로 이웃하는 계층에 위치한 모듈 사이에는 인터페이스(Interface)가 정의되어 둘 사이의 접근 방법을 제한합니다.
상위 계층에서는 하위 계층의 인터페이스를 통해 하위 계층의 서비스(Service)를 이용할 수 있습니다.
송신 호스트에서 데이터를 전달할 때는 동료 프로세스에 직접 전달하는 것이 아니라, 하위 계층을 통하여 간접적으로 서비스를 요청합니다.
이 요청은 최하위에 있는 물리 계층까지 반복됩니다.
수신 호스트에서는 반대로 상위 계층으로 데이터가 전달되면서 프로토콜 기능이 동작합니다.
각 계층의 동료 프로세스가 직접 통신하는 형태를 보이지만, 실제로는 항상 물리 계층을 통해 데이터가 전송되는 것입니다.
헤더 정보.
프로토콜 스택의 맨 위에 위치한 일반 사용자는 전송 데이터가 있으면 이를 응용 계층에 보내 전송을 요청합니다.
응용 계층에서는 데이터에 자신의 프로토콜에서 정의한 헤더 정보를 추가해 표현 계층에 보냅니다.
표현 계층도 표현 계층에서 사용하는 프로토콜의 헤더 정보를 추가해 하위 계층으로 보냅니다.
이러한 일련의 과정은 물리 계층에서 데이터가 물리적으로 전송될 때까지 반복됩니다.
물리 계층에서는 수신 호스트에 데이터를 물리적으로 전송하고, 이를 수신한 호스트에서는 송신 절차와 반대 방향으로 헤더를 제거하는 과정이 반복됩니다.
즉, 계층별로 해당 계층의 헤더 정보를 해석하여 적절히 처리한 후에 상위 계층으로 올려줍니다.
따라서 송신 호스트에서 계층별로 추가된 헤더 정보가 수신 호스트에서 해석 및 삭제되어 최상위 수신사는 원래의 전송 데이터만 받습니다.
이때 각 계층의 프로토콜은 정해진 기능을 수행하여 데이터 송신 과정에서 발생하는 문제점을 해결해줍니다.
헤더 정보는 프로토콜마다 다르게 정의되며, 앞에서 설명한 주소, 오류 제어, 흐름 제어를 위한 정보들을 포함합니다.
프로토콜을 이해한다는 말은 프로토콜의 헤더 정보를 이해한다는 의미로 읽을 수 있을 정도로 헤더는 중요한 정보를 담고 있습니다.
특히, 인터넷의 기본 프로토콜인 TCP, UDP, IP의 헤더는 인터넷을 이해하는 데 많은 도움을 줍니다.
중개 기능.
위 그림에서 헤더 설명을 제외하고 중개 기능 설명을 추가하면 아래 그림이 됩니다.
그림과 같이 송신 호스트에서 수신 호스트로 데이터를 전달하려면 중개 역할을 수행하는 중개 노드를 거쳐야합니다.
중개 시스템은 데이터가 목적지까지 올바르게 전달되도록 경로 배정 기능을 수행합니다.
중개 시스템에서는 경로 배정 기능을 수행하는 네트워크 계층의 프로토콜이 동작하는데, 이와 같은 배정 기능을 라우팅(Routing)이라 합니다.
중개 노드인 라우터(Router)는 자신에게 도착한 데이터의 헤더 정보를 해석해서 적절한 경로를 선택해야 하며, 다음 라우터로 보내기 전에 헤더 정보를 수정하는 작업도 진행합니다.
라우터 좌우에 위치한 네트워크는 종류가 다를 수도 있습니다.
네트워크가 다르면 물리적인 특성뿐 아니라, 하위 계층의 헤더 정보도 다를 수 있습니다.
따라서 헤더 정보의 값을 해석하여 변환하는 작업은 라우터의 주요 기능에 해당합니다.
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🌐[Network] 네트워크 개념 - 서비스 프리미티브
🌐[Network] 네트워크 개념 - 서비스 프리미티브.
1️⃣ 서비스 프리미티브.
프로토콜은 계층 구조로 이루어져 있고, 하위 계층이 상위 계층에 서비스를 제공하는 방식으로 동작합니다.
이러한 서비스는 다음에 살펴볼 프리미티브(Primitive) 형태로 구현됩니다.
계층 구조 프로토콜에서 하위 계층이 상위 계층에 제공하는 서비스의 종류에는 연결형과 비연결형이 있습니다.
연결형 서비스.
연결형(Connection-oriented) 서비스를 이용하는 절차는 크게 3단계 입니다.
먼저 데이터 전달 경로를 설정하는 연결 설정 단계가 필요합니다.
이 단계가 성공적으로 수행되어 연결이 설정되어야 다음 단계인 데이터 전송이 가능합니다.
모든 데이터의 전송이 완료되어 데이터 전송 단계를 끝내려면 연결을 끊는 연결 해제 단계가 필요합니다.
연결형 서비스의 동작 원리는 전화 시스템을 이용한 통화 절차와 매우 유사합니다.
비연결형 서비스.
비연결형(Connectionless) 서비스는 우편 시스템의 동작 원리와 비슷합니다.
연결을 설정하고 해제하는 단계가 필요 없습니다.
즉, 전송할 데이터가 있으면 각 데이터를 독립적으로 목적지 호스트로 전송하면 됩니다.
데이터는 독립적인 경로 선택 과정에 의해 전달되므로 도착하는 순서가 보낸 순서와 일치하지 않을 수 있습니다.
하위 계층이 상위 계층에 제공하는 서비스는 프리미티브(Primitive) 형태로 구현됩니다.
따라서 프리미티브는 하위 계층을 사용하는 방법을 정형화한 것입니다.
연결형 서비스에서 추상화될 수 있는 기본 서비스 프리미티브의 종류에는 아래의 표처럼 CONNECT, DATA, DISCONNECT가 있습니다.
프리미티브
용도
CONNECT
연결 설정
DATA
데이터 전송
DISCONNECT
연결 해제
통신 프로토콜에서 프리미티브를 올바르게 수행하려면 각 프리미티브가 아래의 표의 네 가지 기능을 포함하도록 설계해야 합니다.
표에서는 설명의 편리함을 위하여 클라이언트와 서버라는 용어를 사용했으며, 아래 그림에서는 왼쪽 호스트를 클라이언트, 오른쪽 호스트를 서버로 가정했습니다.
클라이언트에서 서버로 전달되는 요청은 Request와 Indication으로 구현되고, 서버의 응답은 Response와 Confirm으로 구현됩니다.
기능
설명
Request
클라이언트가 서버에 서비스를 요청함
Indication
서버에 서비스 요청이 도착했음을 통지함
Response
서버가 클라이언트에 서비스 응답을 회신함
Confirm
클라이언트에 응답이 도착했음을 통지함
아래 그림은 클라이언트와 서버 사이에서 서비스 프리미티브가 처리되는 원리를 설명하고 있습니다.
클라이언트의 상위 계층이 하위 계층에 Request를 요청하면 이 요청은 하위 계층 아래에 있는 차하위 계층의 도움을 받아 서버의 하위 계층에 전달됩니다.
그러면 이 요청은 서버의 상위 계층에 Indication 형태로 전달되어 서버가 클라이언트 요청을 인지합니다.
서버에서는 해당 프리미티브를 올바르게 수신하였음을 클라이언트에 통보하기 위하여 Response를 응답으로 보내고, 반대의 과정을 거쳐서 클라이언트에 Confirm 형태로 도착합니다.
이와 같은 4단계 절차를 통해 하나의 서비스 프리미티브가 처리됩니다.
위의 그림의 4단계 절차를 전화 시스템의 연결 설정인 CONNECT에 적용하여 설명하면 다음과 같습니다.
전화 거는 사람을 클라이언트, 전화 받는 사람을 서버로 가정하면, 통신 회사의 전화망은 클라이언트와 서버 기능을 모두 수행하는 하위 계층이 됩니다.
발신자가 전화번호를 누르면(Request) 전화망은 이 전화번호에 해당하는 전화기의 위치를 찾아 수신자의 전화벨(Indication)이 울리게 합니다.
수신자가 전화를 받기 위해 통화 버튼을 누르면(Request) 전화망은 이 사실을 바로 인지할 수 있습니다.
수신자가 통화 버튼을 누름과 동시에 발신자 전화기의 발신음이 끊기면서(Confirm) 통화 연결 상태가 되었음을 확인할 수 있습니다.
2️⃣ 네 가지 서비스 프리미티비의 기능.
네 가지 서비스 프리미티브의 기능을 요약하여 설명하면 다음과 같습니다.
여기서 상위 계층과 사위 계층을 프로토콜이라는 용어로 설명합니다.
Request
Request는 클라이언트가 서버에 프리미티브의 기능을 수행하도록 요청하는 것입니다.
클라이언트에서는 상위 프로토콜이 하위 프로토콜에 요청을 전달하고, 이 요청이 가장 아래의 물리 계층을 통하여 서버에 전달됩니다.
연결 설정 요청(CONNECT.Request), 데이터 전송 요청(DATA.Request), 연결 해제 요청(DISCONNECT.Request) 등이 있습니다.
Indication
물리 계층을 통하여 Request 요청을 수신한 서버는 이 요청을 물리 계층 위에 있는 하위 프로토콜에 전달합니다.
이후, Indication을 사용해서 상위 프로토콜에 프리미티브 요청이 발생했음을 알립니다.
연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제에 대해 CONNECT.Indication, DATA.Indication, DISCONNECT.Indication 순으로 사용합니다.
Response
클라이언트로부터 프리미티브를 받은 서버에서는 Response를 이용해 클라이언트에 응답합니다.
응답의 전달 과정은 Request, indication과 반대의 순서로 진행되며, 연결 설정 요청에 대해서는 CONNECT.Reponse를 사용해 연결 허용이나 거부로 응답하고, 데이터는 DATA.Response, 연결 해제는 DISCONNECT.Response로 전달합니다.
Confirm
서버에서 보낸 응답은 Confirm 형태로 클라이언트에 회신됩니다.
연결 설정은 CONNECT.Confirm, 데이터는 DATA.Confirm, 연결 해제는 DISCONNECT.Confirm로 전달됩니다.
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🌐[Network] 네트워크 개념 - 프로토콜 설계 시 고려 사항
🌐[Network] 네트워크 개념 - 프로토콜 설계 시 고려 사항.
1️⃣ 프로토콜 설계 시 고려 사항.
계층 구조의 통신 프로토콜을 설계할 때는 고려할 요소가 많습니다.
대표적인 것이 네트워크 호스트의 주소 표현 방법, 데이터 전송 과정의 오류 제어, 통신 양단 사이의 전송 속도를 제어하는 흐름 제어입니다.
주소 표현은 스마트폰 번호나 IP 주소와 같이 호스트를 유일하게 구분하는 용도로 사용합니다.
오류 제어는 전송 과정에서 데이터 분실, 데이터 변형 등의 오류가 발생했을 때 데이터를 복구하는 데 사용합니다.
흐름 제어는 송신자가 데이터를 너무 빨리 보내어 수신자가 미처 처리하지 못하는 문제를 해결하기 위한 목적으로 사용합니다.
1️⃣ 주소 표현.
여러 호스트가 연결된 환경에서 특정 호스트끼리 통신하려면 상대방을 구분할 수 있는 방법이 필요합니다.
시스템을 구분하여 지칭하기 위해서 이름을 부여하는 것을 주소(Address) 체계라 합니다.
주소 체계는 시스템의 설계 과정에서 맨 먼저 고려해야 하는 중요한 개념입니다.
예를 들어, 유선 전화 시스템의 주소 표기 방법을 살펴보면 전화번호 체계는 ‘국가 코드 - 지역 코드 -번호’ 형식으로 부여됩니다.
번호 체계가 국가라는 최상위 광역 코드에서 시작해 영역을 점점 축소하는 방식으로 계층 구조에 따라 관리됩니다.
따라서 국가 코드와 지역 코드로 해당 전화기의 지리적 위치를 판단할 수 있습니다.
또 다른 주소 표현의 예로는 주민등록번호가 있습니다.
주민등록번호에는 다양한 정보가 포함되는데, yymmdd-abcdefg 형식에서 앞쪽의 yymmdd는 태어난 해의 연도, 월, 일을 의미합니다
뒤쪽의 a는 성별을 구분하는 용도로 사용되는데, 1이면 남자 2이면 여자를 의미합니다.
Y2K 문제로 인해 2000년 이후 출생자는 3이 남자, 4는 여자를 의미하도록 확장되었습니다.
즉, 1901년과 2001년에 태어난 사람은 yy로 구분하지 못하므로 a 값으로 구분해야 합니다.
주소 체계를 결정할 때는 이와 같은 확장성을 반드시 고려해야 합니다.
보통 호스트마다 주소를 하나씩 부여하지만, 다수의 호스트를 묶어 하나의 그룹 주소로 표기하기도 합니다.
이는 전통적인 통신 환경이면서 현재도 가장 많이 사용하는 일대일(1:1) 통신과 더불어, 화상 회의 등을 지원하기 위한 일대다(1:n) 통신 환경도 필요하기 때문입니다.
일대다 통신의 대표적인 유형으로는 네트워크에 연결된 모든 호스트에 데이터를 전송할 수 있는 브로드캐스팅(Broadcasting) 표기 방법과 특정 사용자를 그룹으로 묶어서 지칭하는 멀티캐스팅(Multicasting) 표기 방법이 있습니다.
예를 들어 카카오톡 앱에서 단체 전송을 하는 기능이나 줌에서 온라인 회의를 진행하는 기능이 멀티 캐스팅 표기 방법에 해당합니다.
2️⃣ 오류 제어.
네트워크에서는 데이터 송수신 과정에서 오류가 발생할 수 있습니다.
전송 오류에는 데이터가 깨져서 도착하는 데이터 변형 오류와 데이터가 도착하지 못하는 데이터 분실 오류가 있습니다.
전송 오류 문제를 해결하는 오류 제어(Error Control) 기능은 통신 프로토콜의 가장 기본적인 기능에 속합니다.
데이터 변형 오류는 물리 계층의 전송 매체에 의한 물리적인 오류이므로 전송 과정에서 데이터의 내용이 바뀌는 경우입니다.
이를 해결하기 위해서 데이터 링크 계층이 물리적인 정송 오류를 해결합니다.
물리적인 오류가 발생하지 않아도 프로토콜의 수행 과정에서 데이터를 분실하는 논리적인 전송 오류가 발생할 수 있습니다.
네트워크의 오류 제어 기능은 오류의 발생 사실을 인지하는 것이 먼저이고, 이후에 재전송 기능을 이용한 오류 복구 절차가 이어집니다.
위 그림은 송신호스트에서 보낸 데이터가 수신 호스트에 도착했을 때 발생할 수 있는 현상을 세 가지 유형으로 설명합니다.
(a)는 데이터가 오류 없이 도착하는 정상적인 경우이고, (b)는 데이터가 수신 호스트에 도착하지 못하는 데이터 분실 오류이며, (c)는 데이터 내용이 변경되어 도착하는 데이터 변형 오류입니다.
(b)처럼 데이터가 분실되는 원인은 매우 다양합니다.
전송 경로가 잘못되어 데이터가 엉뚱한 방향으로 전달되거나, 상위 계층의 논리적 처리 과정에서 데이터를 분실할 수도 있습니다.
데이터가 변형되거나 분실되는 오류가 발생되어 이를 해결하려면 먼저 오류가 발생한 사실을 인지해야 합니다.
(b)의 경우는 수신 호스트가 자신에게 데이터가 보내졌다는 사실을 인지하는 것이 쉽지 않습니다.
그래서 보통은 송신 호스트에서 타임아웃 등의 기능으로 오류를 감지하는 방법을 사용합니다.
(c)의 데이터 변형 오류는 수신 호스트가 CRC 방식 등의 오류 검출 기법을 이용해 오류를 검출할 수 있습니다.
즉, 데이터 분실 오류는 송신 호스트 주도로 이루어지고, 데이터 변형 오류는 수신 호스트 주도로 이루어집니다.
네트워크에서 전송 오류를 해결하는 일반적인 방법은 송신 호스트가 원래 데이터를 재전송(Retransmission)하는 것입니다.
물리적인 오류 외에도 통신 프로토콜에서 사용하는 알고리즘의 성격에 의해 오류가 발생하기도 합니다.
예를 들어, 송신 호스트가 순차적으로 전송한 데이터의 순서가 뒤바뀌어 도착하는 경우입니다.
수신 호스트에서 도착 순서를 바로잡으려면 데이터의 논리적인 순서를 의미하는 순서 번호 기능이 필요합니다.
3️⃣ 흐름 제어.
전송 매체에서 물리적인 오류가 없었는데도 데이터를 분실하는 경우가 있는데, 이는 송수신 호스트 사이의 데이터 전송/처리 속도 차이 때문에 발생합니다.
수신 호스트에 데이터가 도착하면 일단 내부 버퍼에 보관했다가 처리합니다.
그런데 내부 버퍼에 보관할 공간을 확보하지 못하면 데이터를 논리적으로 분실하는 결과가 초래됩니다.
일반적으로 수신 호스트의 버퍼 처리 속도보다 송신 호스트가 데이터를 전송하는 속도가 빠르면 논리적인 데이터 분실 오류가 발생합니다.
수신 호스트가 버퍼에 저장된 데이터를 미처 처리하지 못한 상태에서 새로운 데이터가 수신되어 일시적으로 저장할 공간이 없기 때문입니다.
이 문제를 해결하려면 송신 호스트의 전송 속도를 조절하는 흐름 제어(Flow Control) 기능이 필요합니다.
위 그림은 가장 단순한 형태의 흐름 제어 기법을 보여줍니다.
송신 호스트가 데이터를 전송하려면 반드시 수신 호스트로부터 명시적인 전송 허가를 받아야 합니다.
그림을 보면(a)에서 송신 호스트가 i번째 데이터를 보내고 수신 호스트가 이를 제대로 받습니다.
이후에 송신 호스트가 i+1번째 데이터를 보내려면 수신 호스트의 전송 허가가 필요합니다.
수신 호스트는 데이터를 수신할 여력이 있을 경우에만 (b)와 같이 전송 허가를 보냅니다.
(c)에서 전송 허가를 수신한 후에 송신 호스트가 다음 데이터인 i+1을 전송하고 있습니다.
보통 수신 호스트의 흐름 제어에 의해 데이터 전송이 이루어집니다.
위 그림은 흐름 제어의 이해를 돕기 위한 설명이며, 실제 통신 환경에서는 전송 속도가 너무 느리므로 이 방식이 사용되지 않습니다.
일반적으로 송신 호스트는 속도를 높이기 위하여 동시에 여러 개의 전송 데이터를 송신할 수 있으며, 수신 호스트가 데이터 개수를 통제합니다.
4️⃣ 데이터 전달 방식.
프로토콜 설계 시 고려할 마지막 사항은 데이터 전달 방식입니다.
위 그림의 (c)에서 데이터를 오른쪽이나 왼쪽의 한 방향으로만 전송하는 것을 단방향(Simplex) 방식이라 하고, (a)처럼 양쪽에서 데이터를 동시에 전송하는 것을 전이중(Full Duplex) 방식이라고 합니다.
일반 도로 환경에 비유하자면 일방통행 도로가 단방향 방식이고, 중앙에 노란 실선이 그려진 도로는 전이중 방식입니다.
일반적인 통신 프로토콜들은 모두 전이중 방식을 지원합니다.
이외에도 데이터가 양방향으로 전송되지만, 특정 시점에는 한 방향으로만 전송할 수 있는 반이중(Half Duplex) 방식이 있습니다.
위 그림에서 (b)의 반이중 방식은 양쪽에서 데이터를 동시에 전송할 수 없으므로, 데이터 전송 시점을 제어할 수 있어야 합니다.
데이터 전달 방식에서는 데이터 사이의 전송 우선순위를 설정하는 방법이나 긴급 데이터를 처리하는 방법 등도 고려해야 합니다.
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🌐[Network] 네트워크 개념 - 프로토콜의 이해
🌐[Network] 네트워크 개념 - 프로토콜의 이해
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데이터 통신의 개념과 프로토콜의 동작 원리를 이해하는 데 스마트폰은 많은 도움을 줍니다.
스마트폰으로 전화를 거는 사람(송신자)과 받는 사람(수신자)은 서로 합의하여 통화 연결을 설정합니다
데이터 전송 단계인 통화 과정에서는 묵시적인 규칙에 따라 대화를 주고받는 일련의 절차가 진행됩니다.
스마트폰은 양쪽이 동시에 말할 수 있는 양방향 통신기능을 지원하지만, 실제로 두 사람이 동시에 말하는 경우는 거의 없고, 느낌이나 말의 내용 등에 따라 번갈아가며 대화합니다.
상대방이 한 말을 이해하지 못했거나 제대로 듣지 못한 경우에는 다시 묻는 방식을 통하여 오류를 바로 잡기도 합니다.
이와 같은 대화 과정의 절차나 대화 내용을 올바르게 이해하는 과정이 모두 프로토콜의 기능에 포함됩니다.
네트워크에서 데이터 전송 원리도 이와 비슷합니다.
통신 프로토콜에서 중심적으로 다루는 내용은 주소 개념을 포함하여 데이터 전송 오류에 관한 오류 복구 기능, 전송 속도 조절에 관한 흐름 제어 기능, 데이터의 전달 경로에 관한 라우팅 기능입니다.
스마트폰을 사용한 대화 과정에서 사람들이 무의식적으로 행하는 통화 기법이 통신 프로토콜의 설계 과정에 그대로 반영되어 있습니다.
그러나 통화 과정은 간단해 보여도 이를 통신 프로토콜로 작성하는 일은 생각보다 쉽지 않습니다.
인터넷의 동작 원리를 이해하려면 계층 구조로 설계된 OSI 7계층 모델에 대한 할습이 선행되어야 합니다.
특히, 모듈화 설계 개념의 원리와 상하 계층의 역할 분담에 대한 학습을 통하여 계층별 프로토콜의 역할을 이해해야 합니다.
인터넷에서 사용되는 데이터 전송 프로토콜인 TCP, UDP, IP 프로토콜은 계층 구조 모델의 원리에 따라 설계되었으며, 기타 제어 프로토콜의 동작도 계층 구조의 원리에 따라 이루어집니다.
1️⃣ 프로토콜의 이해
네트워크에 연결된 시스템이 통신하려면 정해진 규칙에 따라 순차적으로 데이터를 주고 받아야 하는데, 이러한 일련의 규칙을 “프로토콜(Protocol)” 이라 합니다.
프로토콜의 동작 과정은 전송 오류 여부, 데이터 전달 경로, 전송 속도 등 다양한 외부 요인의 영향을 받습니다.
따라서 적절한 대응 방안을 마련해 효율적으로 관리해야 하는데, 프로토콜의 설계 과정은 모듈(Module)화를 통하여 이루어집니다.
이렇게 함으로써 시스템의 복잡성을 단순화하고, 사용자에게 더 편리하고 간편한 통신 기능을 제공할 수 있습니다.
1️⃣ 계층적 모듈 구조
일반적으로 복잡하고 큰 시스템의 기능은 특정 단위의 모듈로 나누어 설계합니다.
각각의 모듈은 독립적으로 동작하면서도 상호 유기적으로 통합될 수 있어야 합니다.
그러므로 모듈과 모듈을 서로 연동해 동작시키는 적절한 인터페이스가 필요합니다.
모듈화
컴퓨터를 하드웨어 측면에서 보면 CPU, 메모리, 하드디스크, LAN 카드 등과 같은 작은 부품들이 모여 하나의 시스템을 구성합니다.
복잡한 시스템을 기능별로 모듈화하면 시스템 구조가 단순해져서 전체 시스템을 이해하기 쉽습니다.
또한 각 단위 모듈이 독립적인 기능을 수행하기 때문에 고장이나 업그레이드 등의 상황에 손쉽게 대처할 수 있습니다.
소프트웨어 측명에서 보면, 일반 프로그래밍 언어에서는 함수의 개념을 사용해 전체 프로그램을 모듈화할 수 있습니다.
함수별로 특정 기능을 독립적으로 수행하도록 함으로써, 각 함수가 개별적으로 설계되고 구현된다는 장점이 있습니다.
함수 사이의 인터페이스는 함수의 매개변수에 의해서만 이루어지므로 전체 시스템을 이해하기가 훨씬 쉽습니다.
즉, 함수의 역할이 매개변수로 추상화되므로 내부 구조를 이해하지 않고도 함수들을 이해할 수 있고, 이들의 모임인 전체 시스템도 쉽게 이해할 수 있습니다.
위 그림은 시스템 모듈화의 장점을 보여줍니다.
(a)처럼 전체 시스템을 기능에 따라 세 부분으로 나누어 설계할 수 있는데, 이때 각 모듈은 정해진 인터페이스에 맞게 유기적으로 연결되어야 합니다.
B 모듈은 A 모듈과 곡선 모양의 인터페이스로 연결되고, C 모듈과는 톱니 모양의 인터페이스로 연결됩니다.
A와 C 모듈은 직접 연결되는 인터페이스가 없으며, B 모듈을 통해 간접적인 관계를 유지합니다.
위 그림의 시스템을 모듈화하지 않았다면 한 부분만 고장나도 전체 시스템을 교체해야 합니다.
반면 모듈화하여 설계하면 B 모듈에 대하여 (a)의 버전 1을 (b)의 버전 2로 교체하면 됩니다.
그림에서 설명한 것과 같이 B 모듈의 동작에 오류가 확인되었거나 기능이 개선된 경우 A 모듈이나 B 모듈과 관계없이 B 모듈만 수정하는 방식입니다.
이때 모듈 내부의 처리 과정은 임의로 개선할 수 있으나, A와 C 모듈 간 인터페이스는 동일하게 유지해야 전체 시스템 동작에 영향을 주지 않습니다.
계층 구조
분할된 모듈들은 협력 관계를 유지하면서 유기적으로 동작합니다.
모듈 구조는 서로 동등한 위치에서 서비스를 주고받을 수도 있고 특정 모듈이 다른 모듈에 서비스를 제공하는 형식의 계층 구조를 이루기도 합니다.
네트워크에서는 독립적인 고유 기능을 수행하는 모듈들이 상하 계층 구조로 연결되어 동작합니다.
계층 구조에서는 위 그림에서처럼 상위 계층이 하위 계층에 특정 서비스를 요청하는 방식으로 동작합니다(1).
요청을 받은 하위 계층은 해당 서비스를 실행하여 그 결과를 상위 계층에 돌려줍니다(2).
하위 계층의 실행 결과는 상위 계층에 결과 값을 직접 전달하는 방식이 될 수도 있고, 주변 환경 값을 변경하는 부수 효과(Side Effect) 방식일 수도 있습니다.
자동차의 경우를 예로 들어봅시다.
운전자가 자동차의 속도를 줄이려면 브레이크를 밟아야 하고 브레이크를 누르는 정도에 따라 속도가 줄어듭니다.
이 구조에서 운전자는 상위 계층에 해당되며, 자동차 내부에서 속도를 줄이는 기능은 하위 계층의 모듈이 됩니다.
운전자와 감속 모듈 사이에는 브레이크라는 인터페이스가 존재합니다.
브레이크 인터페이스가 정의되면 상위 계층의 운전자가 바뀌거나 하위 계층의 자동차가 바뀌어도 둘 사이의 서비스 개념을 유지할 수 있습니다.
네트워크에서 통신하는 시스템들은 계층 구조로 모듈화된 기능이 각각 동작하며, 둘 사이의 같은 계층끼리 데이터를 전달합니다.
이때 데이터를 전달하는 규칙을 프로토콜이라 합니다.
모듈화된 계층 구조 프로토콜에는 다양한 장점이 있지만, 대표적인 장점 몇 가지를 정리하면 다음과 같습니다.
복잡하고 큰 시스템을 기능별로 작게 분류해서 간단하고 작은 시스템으로 재구성할 수 있습니다.
따라서 전체 시스템을 이해하기 쉽고, 시스템을 설계하고 구현하기도 편리합니다.
상하 계층에 인접한 모듈 사이의 인터페이스를 포함하여 분할된 모듈이 연동할 수 있는 표준 인터페이스를 제공합니다.
모듈 인터페이스는 가능하면 단순하게 구현하여 모듈들이 최대한 독립적으로 동작하도록 해야합니다.
모듈의 독립성은 전체 시스템의 구조를 단순하게 만들어줍니다.
전송 매체 양단에 있는 호스트가 수행하는 프로토콜들은 좌우 대칭 구조입니다.
대칭 구조에서는 통신 양단에 위치하는 동일 계층 사이의 프로토콜을 단순화할 수 있습니다.
각 계층의 기능 오류를 수정하거나 향상시켜야 하는 경우에 전체 시스템을 재작성하지 않고 해당 계층의 모듈만 교체하면 됩니다.
즉, 상하 혹은 좌우 계층 간의 인터페이스를 유지하면 특정 계층의 내부 변경이 다른 모듈의 동작에 영향을 미치지 않습니다.
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🌐[Network] 네트워크 기초 - Summary
🌐[Network] 네트워크 기초 - Summary.
1️⃣ 네트워크 기초 용어.
“네트워크” 는 전송 매체를 매개로 데이터를 교환하는 시스템의 모음입니다.
시스템과 전송 매체의 연결 지점에 대한 규격이 “인터페이스” 입니다.
시스템이 데이터를 교환할 때는 통신 규칙인 “프로토콜” 이 필요합니다.
“인터페이스” 와 “프로토콜” 은 서로 다른 시스템을 상호 연동해 동작시키기 위함이므로 반드시 “연동 형식의 통일” 이 필요하고, 이를 “표준화” 라 합니다.
“인터넷” 은 “IP” 라는 네트워크 프로토콜이 핵심적인 역할을 하는 “네트워크 집합체” 입니다.
2️⃣ 프로토콜.
상호 연동되는 시스템이 데이터를 교환할 때 사용하는 표준화된 규칙을 “프로토콜” 이라 합니다.
일반적으로 “프로토콜” 은 “동등한 위치에 있는 시스템 사이의 규칙이라는 측면이 강조” 되어 인터페이스와 구분 됩니다.
즉, 7계층 모델에서 프로토콜은 같은 계층 사이의 관계를 다루기 때문에 각각의 계층마다 서로 다른 프로토콜이 존재합니다.
일반적으로 프로토콜은 주고받은 데이터의 형식과 그 과정에서 발생하는 일련의 절차적 순서를 규정하고 있습니다.
3️⃣ 클라이언트와 서버.
“클라이언트와 서버” 의 개념은 “인터넷 서비스를 기준” 으로 “구분” 됩니다.
그 차이가 “서비스 단위” 로 이루어지므로 “임의의 호스트가 클라이언트나 서버로 고정”되지는 않습니다.
서비스를 제공하면 서버가 되고 이 서비스를 이용하면 클라이언트가 되므로 특정 서비스를 기준으로 상대적인 관점에서 클라이언트와 서버를 사용합니다.
다양한 서비스 제공을 목적으로 하는 특화된 호스트인 경우는 호스트 자체를 서버라 부르기도 합니다.
서버는 클라이언트보다 먼저 실행 상태가 되어 클라이언트의 요청에 대기해야 합니다.
4️⃣ OSI 7계층 모델.
다수의 시스템을 서로 연결해서 통신하려면 선행적으로 전체 시스템 구조를 표준화해야 합니다.
국제 표준화 단체인 ISO에서는 OSI 7계층 모델을 제안하여, 네트워크에 연결된 시스템이 갖추어야 할 기본 구조와 기능을 정의하고 있습니다.
응용 계층
표현 계층
세션 계층
전송 계층
네트워크 계층
데이터 링크 계층
물리 계층
이런 계층적인 구조로 기능을 세분화하였습니다.
일반 사용자는 응용 계층을 통해 데이터 전송을 요청하며, 이 요청은 물리 계층까지 순차적으로 전달되어 상대 호스트에 전송됩니다.
전송된 데이터는 물리 계층에서 순차적으로 응용 계층까지 전달됩니다.
5️⃣ 인터네트워킹.
네트워크와 네트워크의 연결을 인터네트워킹이라고 합니다.
인터네트워킹 기능을 수행하는 시스템을 일반적으로 게이트웨이 라 부릅니다.
게이트웨이 는 기능에 따라 종류가 다양하지만
리피터
브리지
라우터
등등..
가장 일반적인 구분 방식입니다.
리피터는 물리 계층의 기능을 지원하며, 브리지는 리피터 기능에 데이터 링크 계층의 기능이 추가된 것으로 물리 계층에서 발생한 오류를 해결해줍니다.
라우터는 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층의 기능을 지원하므로 경로 선택 기능이 존재합니다.
6️⃣ 데이터 단위.
네트워크 프로토콜을 사용해 데이터를 교환할 때는 먼저 데이터를 특정 형태로 규격화하는 작업이 필요합니다.
이와 같은 한 단위의 규격으로 묶인 전송 데이터를 데이터 단위라 하며, 계층에 상관없이 호칭할 때는 통칭하여 PDU라 부릅니다.
특별히 네트워크 계층에서는 패킷, 데이터 링크 계층에서는 프레임이라는 용어가 중요하게 사용됩니다.
7️⃣ 주소의 표현.
주소의 개념은 단순히 서로를 구분한다는 고유의 목적을 넘어 주소가 가리키는 대상의 특징을 표현할 수 있습니다.
사람들은 문자로 된 이름에 익숙하지만, 0과 1로 디지털화된 환경에서는 구분자를 숫자로 된 주소로 표현할 수밖에 없습니다.
숫자로 된 주소 표현 방식은 일반 사용자에게 불편하므로 외우기 쉬운 문자 형식의 이름을 추가로 사용합니다.
인터넷에서 일반 사용자는 문자로 된 이름을 사용하고, 인터넷 내부는 숫자로 된 주소를 사용하므로 둘 사이의 변환 기능이 필요합니다.
주소에서 구분자는 유일성, 확장성, 편리성, 정보의 함축이라는 네 가지 특징을 갖습니다.
8️⃣ IP 주소.
IP 주소는 네트워크 계층의 기능을 수행하는 IP 프로토콜이 호스트를 구분하기 위하여 사용하는 주소 체계입니다.
임의의 호스트를 인터넷에 연결하려면 반드시 IP 주소를 할당받아야 합니다.
IP 주소는 32비트의 이진 숫자로 구성되는데, 보통 8비트씩 네 부분으로 나누어 십진수로 표현합니다.
IP 주소는 유일성을 보장하기 위해서 국제 표준화 기구가 전체 주소를 관리하고 할당하기 때문에 중복 주소의 사용을 원천적으로 차단합니다.
IP 주소는 임의로 할당되는 것이 아니라, 특정 규칙에 따라 인접한 주소들을 그룹으로 묶어 관리합니다.
따라서 IP 주소는 네트워크 계층에서 경로를 선택할 때 중요한 기준이 됩니다.
9️⃣ DNS 서비스
인터넷에서 호스트와 연결하려면 해당 호스트의 IP 주소를 알아야합니다.
그런데 숫자로 된 IP 주소는 기억하기 힘들어서 의미 파악이 쉬운 문자로 된 호스트 이름을 사용하는 것이 일반적입니다.
따라서 가장 먼저 수행할 작업은 DNS라는 이름과 주소 변환 기능을 이용해서 IP 주소를 얻는 것입니다.
DNS는 주소와 이름 정보를 자동으로 유지하고 관리하는 분산 데이터베이스 시스템입니다.
호스트 주소와 이름 정보는 네임 서버라는 특정한 관리 호스트가 유지하고, 주소 변환 작업이 필요한 클라이언트는 네임 서버에 요청해서 IP 주소를 얻습니다.
1️⃣0️⃣ 다양한 주소의 종류
네트워크에서 사용하는 주소는 이를 사용하는 환경에 따라 다양합니다.
OSI 7계층 모델의 각 계층에서도 목적에 따라 여러 형탱의 주소가 사용됩니다.
MAC 주소는 계층 2의 MAC 계층에서 사용하며, 일반적으로 LAN 카드에 내장되어 있습니다.
물리 계층을 통해 데이터를 전송할 때는 MAC 주소를 이용해서 호스트를 구분합니다.
IP 주소는 네트워크 계층의 기능을 수행하는 IP 프로토콜에서 사용되며, IP 패킷이 지나가는 경로를 결정하는 라우팅의 기준이 됩니다.
포트 주소는 전송 계층에서 사용하며, 호스트에서 실행되는 프로세스를 구분해줍니다.
메일 주소는 응용 계층의 메일 시스템에서 사용자를 구분하려고 사용합니다.
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🌐[Network] 주소 정보의 관리
🌐[Network] 주소 정보의 관리.
일반 사용자가 호스트를 지칭할 때 사용하는 호스트 이름을 도메인 이름(Domain Name)이라 하며, 인터넷에서는 www.korea.co.kr과 같은 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 작업이 필요합니다.
초기 인터넷에서는 아주 간단한 방법으로 호스트 이름과 IP 주소를 변환하였으나, 지금은 DNS라는 분산 데이터베이스 시스템을 사용해서 보다 체계적인 방법으로 관리하고 있습니다.
1️⃣ 호스트 파일.
호스트 이름과 IP 주소를 변환하는 간단한 방법은 특정 파일(예: UNIX 시스템의 /etc/hosts)에 호스트 이름과 IP 주소의 조합을 기록하여 관리하는 것입니다.
네트워크 응용 프로그램에서는 사용자가 입력한 호스트 이름을 이 파일에서 검색하여 일대일로 대응된 IP 주소 정보를 쉽게 얻을 수 있습니다.
호스트 파일은 한 줄에 하나의 호스트 정보가 기록되며, 일반 텍스트 문서 형식으로 보관됩니다.
즉, 아래의 그림을 예로 들면 호스트 이름이 white.korea.co.kr인 시스템의 IP 주소는 211.223.201.27입니다.
네트워크 관리자는 관리 대상이 되는 모든 호스트의 이름, 주소 정보를 주기적으로 갱신하고, 이 정보를 네트워크에 연결된 모든 호스트가 복사하도록 함으로써 정보의 일관성을 유지해야 합니다.
위 그림은 네트워크 관리자가 white.korea.co.kr 에서 호스트 정보를 갱신할 때 갱신된 정보를 다른 4개의 호스트가 복사하여 저장하는 모습을 보여줍니다.
소스트 파일을 갱신하고 복사하는 작업은 보통 시스템 관리자가 수작업으로 했었습니다.
호스트가 추가되거나 삭제되면 먼저 네트워크 관리자의 호스트에서 갱신 작업이 이루어집니다
그런데 인터넷이 처음 보급되던 시기에는 호스트 파일 갱신이 생각보다 자주 발생하지 않았기 때문에 호스트 파일을 복사하는 작업도 흔하지 않았습니다.
또한 시스템 관리자가 잦은 변경을 원하지 않아서 급하지 않은 갱신은 부분적으로 늦추기도 했습니다.
하지만 지금은 DNS 서비스가 보편적으로 사용되고 있어 이처럼 호스트 파일로 관리하는 방식은 보조적으로만 사용되고 있습니다.
2️⃣ DNS
호스트 파일로 주소와 이름 정보를 관리하는 것은 간단하지만 대부분 수동으로 작업해야 한다는 단점이 있습니다.
인터넷이 확산되면서 호스트 수가 증가할수록 네트워크 관리자가 호스트 파일을 갱신하고 복사하는 작업에 많은 시간과 노력을 들여야 합니다.
특히 지금과 같이 전 세계 컴퓨터가 연결된 네트워크 환경에서는 호스트 파일로 주소와 이름을 변환하는 작업이 사실상 불가능하다고 볼 수 있습니다.
DNS(Domain Name System)는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 주소와 이름 정보를 자동으로 유지하고 관리하는 분산 데이터베이스 시스템입니다.
호스트 주소와 이름 정보는 네임 서버(Name Server)라는 특정한 관리 호스트가 유지하고, 주소 변환 작업이 필요한 클라이언트 네입 서버에서 요청해서 IP 주소를 얻습니다.
네트워크가 커지면 네임 서버에 보관되는 정보의 양도 자연스럽게 많아집니다.
DNS는 하나의 집중화된 네임 서버가 전체 호스트의 정보를 관리하지 않고, 여러 네임 서버에 분산하여 관리하도록 설계되었습니다.
계층 구조로 연결된 네임 서버는 자신이 관리하는 영역에 위치한 호스트 정보만 관리하며, 정보를 상호 교환하는 협력 관계를 통해서 전체 호스트 정보를 일관성 있게 유지합니다.
3️⃣ 기타 주소
네트워크에서 사용하는 주소는 이를 사용하는 환경에 따라 다양합니다.
OSI 7계층 모델의 각 계층에서도 목적에 따라 여러 형태의 주소가 사용됩니다.
인터넷에서 일반 사용자가 접할 수 있는 대표적인 주소들.
MAC 주소
MAC 주소는 계층 2의 MAC(Medium Access Protocol) 계층에서 사용하며, 일반적으로 LAN 카드에 내장되어 있습니다.
물리 계층을 통해 데이터를 전송할 때는 MAC 주소를 이용해서 호스트를 구분합니다.
따라서 네트워크 계층이 하위의 데이터 링크 계층에 데이터 전송을 요청하면 먼저 IP 주소를 MAC 주소로 변환하는 작업이 이루어지고, 이후 MAC 계층이 상대방 MAC 계층에 데이터를 전송할 수 있습니다.
IP 주소
IP 주소는 인터넷에서 네트워크 계층의 기능을 수행하는 IP 프로토콜에서 사용되며, 송신자 IP 주소와 수신자 IP 주소로 구분됩니다.
수신자 IP 주소는 IP 패킷이 지나가는 경로를 결정하는 라우팅의 기준이 됩니다.
포트 주소
포트 주소(Port Address)는 전송 계층에서 사용하며, 호스트에서 실행되는 프로세스를 구분해줍니다.
인터넷에서 연결의 완성은 호스트와 호스트 사이가 아닌, 네트워크 응용 프로세스와 네트워크 응용 프로세스 사이입니다.
예를 들어, 내 스마트폰의 메신저 앱과 상대방 스마트폰의 메신저 앱 사이의 연결이 필요하다.
이때, 하나의 IP 주소를 갖는 스마트폰에서 실행되는 여러 네트워크 응용 앱들을 구분하는 주소가 포트 주소입니다.
인터넷의 전송 계층 프로토콜인 TCP와 UDP가 독립적으로 포트 주소를 관리하며, 포트 번호 또는 소켓 주소라는 용어를 사용하기도 합니다.
메일 주소
메일 주소는 응용 계층의 메일 시스템에서 사용자를 구분하려고 사용합니다.
kobe@korea.co.kr 처럼 사용자 이름과 호스트 이름을 @ 문자로 구분해 표기합니다.
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🌐[Network] 주소와 이름
🌐[Network] 주소와 이름.
시스템을 지칭하는 구분자는 내부에서 처리되는 숫자 기반의 주소(Address)와 함께 사용자의 이해와 편리성을 도모하는 문자로 된 이름(Name)을 제공해야 합니다.
일반 사용자는 내부 주소를 몰라도 이름만으로 시스템에 접근할 수 있어야 하며, 이름과 주소를 연결하는 방법은 시스템 내부적으로 처리되어야 합니다.
네트워크의 규모가 크지 않아서 관리하는 시스템의 개수가 적은 경우에는 간단한 형식의 주소와 이름을 사용할 수 있으므로 이를 관리하는 시스템도 크게 복잡하지 않습니다.
그러나 관리 대상이 많아지면 주소와 이름의 공간이 커지고, 이를 관리하는 시스템의 기능도 복잡해집니다.
네트워크에는 여러 종류의 주소와 이름이 존재합니다.
이는 각 계층의 기능을 담당하는 프로토콜마다 주소를 독립적으로 관리하기 때문입니다.
예를 들어, IP 프로토콜은 호스트를 구분하기 위하여 IP 주소를 사용하며, 데이터 링크 계층에서는 LAN 카드별로 MAC 주소를 따로 부여합니다.
전송 계층을 수행하는 TCP에서는 호스트에서 수행되는 네트워크 프로세스마다 별도의 포트(Port) 주소를 할당하고 관리합니다.
1️⃣ IP 주소
IP 주소(IP Address)는 네트워크 계층의 기능을 수행하는 IP 프로토콜이 호스트를 구분하기 위하여 사용하는 주소 체계입니다.
임의의 호스트를 인터넷에 연결하려면 반드시 IP 주소를 할당 받아야 합니다.
IP 주소는 32비트의 이진 숫자로 구성되는데, 보통 8비트씩 네 부분으로 나누어 십진수로 표현합니다.
위 그림은 32비트의 이진수 11010011 11011111 11001001 00011110은 인터넷에서 사용하는 실제 IP 주소입니다.
일반 사용자는 이진수에 익숙하지 않고, 그 길이도 길어서 외우기 쉽지 않습니다.
따라서 이를 4개의 십진수로 변환한 후 각각을 점(.)으로 구분한 211.223.201.30으로 표기합니다.
이와 같은 숫자로 된 주소조차 외우기 어려우므로 문자로된 www.korea.co.kr 등의 도메인 이름을 사용합니다.
IP 주소는 유일성을 보장하기 위해서 국제 표준화 기구가 전체 주소를 관리하고 할당하기 때문에 중복 주소의 사용을 원천적으로 차단합니다.
IP 프로토콜이 처음 개발될 당시에는 현재처럼 폭넓게 활용되리라 예측하지 못했습니다.
따라서 IP 주소로 표현할 수 있는 최대 주소 공간의 크기를 32비트로 제한함으로써 확장성에 많은 문제점이 야기되고 있습니다.
이를 해결하기 위하여 새로운 프로토콜인 IPv6(Internet Protocol Version 6)에서는 주소 표현 공간을 128비트로 확장했습니다.
그리고 현재의 IP 프로토콜은 IPv6과 구분하기 위해 IPv4로 표현합니다.
IP 주소는 임의로 할당되는 것이 아니라, 특정 규칙에 따라 인접한 주소들을 그룹으로 묶어 관리합니다.
따라서 IP 주소는 네트워크 계층에서 경로를 선택할 때 중요한 기준이 됩니다.
위 그림에서 네트워크 1에는 IP 주소가 211.223.201로 시작하는 호스트들이 있고, 네트워크 2에는 211.223.202로 시작하는 호스트들이 있습니다.
왼쪽의 인터넷에서 임의의 호스트가 보낸 패킷이 중간의 라우터에 도착한 경우 이 패킷의 목적지 주소가 211.223.201.30 이라면 당연히 네트워크 1로 중개해야 합니다.
이처럼 인터넷에서 IP 주소는 패킷의 경로를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다.
그림에 설명된 원리에 의하여, 인터넷에서 네트워크 계층 기능을 수행하는 IP 프로토콜이 전송 패킷의 경로를 결정합니다.
2️⃣ 호스트 이름
인터넷에서 특정 호스트와 연결하려면 반드시 해당 호스트의 IP 주소를 알아야 하고, 인터넷 내부의 네트워크 계층은 호스트를 IP 주소로 구분합니다.
그런데 일반 사용자는 숫자로 된 IP 주소를 기억하기 힘듭니다.
그래서 사용자들은 의미 파악이 쉬운 문자로 된 호스트 이름을 사용하는 것이 일반적입니다.
위 그림은 일반 사용자가 문자로 된 호스트 이름을 사용하였을 때 IP 주소로 변환되는 과정을 보여줍니다.
맨 밑에 있는 네트워크 계층의 IP 프로토콜은 호스트를 구분하는 용도로 IP 주소만 사용합니다.
그에 비해 일반 사용자는 IP 주소보다는 문자로 된 호스트 이름을 사용하기 때문에 중간 계층에서 이를 변환하는 기능을 수행해야 합니다.
일반적으로 FTP, 텔넷과 같은 네트워크 응용 프로그램은 실행 과정에서 사용자로부터 호스트 이름을 명령어 인수로 입력받습니다.
따라서 가장 먼저 수행할 작업은 DNS(Domain Name System)라는 이름과 주소 변환 기능을 이용해서 IP 주소를 얻는 것입니다.
이후 변환된 IP 주소의 호스트에 연결 설정이나 전송 데이터가 포함된 패킷을 전송합니다.
DNS 서비스는 호스트 이름을 , , , 라는 네 계층 구조로 나누고, 이들을 점(.)으로 구분해서 표기합니다.
예를 들어, www.korea.co.kr과 같은 호스트 이름은 대한민국(kr)에 있는 일반 회사(co) 중에서 korea라는 이름의 회사에 소속된 www라는 호스트를 의미합니다.
<호스트>.<단체 이름>.<단체 종류>.<국가 도메인>
은 가 위치한 국가의 이름을 두 글자의 약자로 표시합니다.
아래의 표처럼 나라마다 고유한 <국가 도메인이 존재합니다.
는 기관의 성격에 따라 부여하며, 사용 예는 아래의 표와 같습니다.
은 보통 단체를 상징하는 이름을 사용합니다.
예를 들어, 회사는 회사명을, 학교는 학교 이름을 사용합니다.
마지막으로 는 소속 단체의 네트워크 관리자가 내부 규칙에 따라 개별 호스테에 부여한 이름을 사용합니다.
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🌐[Network] 주소의 표현
🌐[Network] 주소의 표현.
시스템을 설계할 때는 기능이나 목적과 함께 고유의 구분자(Identifier)를 부여하는 방법에 대해서도 우선하여 고려해야 합니다.
일반적으로 주소의 개념은 단순히 서로를 구분한다는 고유 목적을 넘어서 주소가 가리키는 대상의 특징을 표현할 수 있습니다.
사람들은 문자로 된 이름에 익숙하지만, 0과 1로 디지털화된 환경에서는 구분자를 숫자로 된 주소로 표현할 수밖에 없습니다.
디지털 환경에서 숫자로 된 주소 표현 방식은 일반 사용자에게 불편하므로 보통은 외우기 쉬운 문자 형식의 이름을 추가로 사용합니다.
주소와 이름은 일대일(1:1) 관계가 이루어지며, 이들은 연결하는 기능이 필요합니다.
인터넷에서 일반 사용자는 문자로 된 이름을 사용하고, 인터넷 내부는 숫자로 된 주소를 사용하므로 둘 사이의 변환 기능이 필요합니다.
대상을 유일하게 구별하는 구분자는 일반적으로 다음의 네 가지 특징이 있습니다.
1️⃣ 유일성
구분자의 가장 중요한 역할은 대상을 서로 구분하여 지칭하는 것입니다.
따라서 서로 다른 대상이 같은 구분자를 갖지 않는 유일성을 보장해야 합니다.
그러나 이론적으로 완전한 확장성을 전제로 하는 유일성을 보장하기는 불가능합니다.
예를 들어, 주민 번호에서 앞쪽 여섯 글자인 생년월일은 100년 이내에 출생한 사람들만 구분할 수 있습니다.
현재는 방편적으로 바로 뒤의 남녀 구분 자리(1900년대 출생자는 1,2를 사용하고, 2000년대 출생자는 3,4를 사용함)를 활용하여 제한적인 확장성을 확보하고 있을 뿐 입니다.
2️⃣ 확장성
시스템은 시간이 흐르면서 이용자가 증가하는 보편화 과정이 진행되므로 자연스럽게 규모가 확장됩니다.
따라서 사용하는 구분자의 양도 증가합니다.
시스템의 최대 수용 규모를 예측하여 구분자의 최대 한계를 올바르게 설정하지 않으면, 표현할 수 있는 공간의 크기가 제한되어 시스템의 확장성도 제한받게 됩니다.
합리적인 기준을 설정하여 확장의 정도를 예측하고, 또한 그 이후에 대한 고려도 함께 이루어져야 합니다.
처음 인터넷을 설계했을 때 지금과 같은 규모로 인터넷을 이용하리라고는 예측하지 못했습니다.
그 결과 인터넷 구분자인 IP 주소의 고갈 문제에 직면해 있습니다.
3️⃣ 편리성
시스템 설계 과정에서 부여되는 구분자는 시스템의 내부 처리 구조를 효율적으로 운용할 수 있도록 해주어야 합니다.
컴퓨터 시스템은 내부적으로 숫자에 기반해 처리되기 때문에 구분자의 체계도 숫자 위주입니다.
또한 배치, 검색 등을 원활하게 수행하기 위해 보통 일반인이 의미를 이해할 수 없는 형식을 갖습니다.
이처럼 시스템 내부 동작에 종속된 구분자의 주소 체계는 사용자가 쉽게 이해하기 어려우므로 문자로 된 이름을 추가로 부여합니다.
따라서 숫자로 된 주소와 문자로 된 이름을 모두 가지므로 이를 매핑(Mapping)하는 기능이 필요합니다.
4️⃣ 정보의 함축
구분자는 응용 환경에 필요한 다양한 정보를 포함하는 경우가 많습니다.
예를 들어, 주민 번호는 생년월일, 성별 등을 알 수 있는 숫자로 구성되어 있습니다.
집 주소도 광역시부터 시작해 지역을 소규모로 분할하는 구조로 되어 있어 집의 지리적인 위치를 쉽게 가늠할 수 있습니다.
이처럼 분자는 응용 환경에 적절히 대응할 수 있는 부가 정보를 포함해야 합니다.
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🌐[Network] 인터네트워킹
🌐[Network] 인터네트워킹
네트워크와 네트워크의 연결을 인터네트워킹(Internetworking)이라 하며, 연결되는 네트워크 수가 증가할수록 복잡도가 커집니다.
인터넷은 IP 프로토콜을 지원하는 전 세계의 모든 네트워크가 반복 구조로 연결된 시스템을 의미하며, 라우터라는 중개 장비를 사용해서 네트워크들을 연결합니다.
1️⃣ 네트워크의 연결
위 그림처럼 서로 독립적으로 운영되는 2개 이상의 네트워크가 연동되어 정보를 교환하려면, 이를 적절히 연결하여 데이터를 중개할 수 있는 인터네트워킹 시스템이 필요합니다.
여기에서 네트워크가 연동된다는 의미는 물리적인 연결뿐 아니라, 데이터 중개에 필요한 상위의 네트워크 프로토콜들이 지원됨을 뜻합니다.
인터넷에서 인터네트워킹 시스템의 주요 기능은 전송 데이터의 경로 선택과 관계가 있습니다.
예를 들어 위 그림의 네트워크 1에서 유입된 데이터를 네트워크 2와 네트워크 3의 누구에게 보낼 것인가를 선택해야 합니다.
이 기능은 7계층 모델에서 네트워크 계층에 포함되므로 인터네트워킹 시스템은 네트워크 계층을 포함한 하위 3개 계층의 기능을 수행합니다.
그림의 예는 일반 도로로 비유하자면 삼거리의 경우와 유사하며, 여기서 자동차 내비게이션 기능이 인터네트워킹 시스템의 주요 기능에 해당합니다.
인터넷의 내부 구조는 이와 같은 인터네트워킹 시스템들이 복잡하게 연결되어 상호 유기적인 협조 체제로 동작합니다.
인터네트워킹 시스템에 연결된 네트워크들은 물리적으로 같은 종류일 필요가 없으며, 상위 계층 프로토콜들이 지원하는 논리적 기능도 다를 수 있습니다.
하지만 인터네트워킹 시스템은 연결된 모든 네트워크에 대하여 물리적이고 논리적인 인터페이스를 모두 지원해야 합니다.
즉, 위 그림에서 인터네트워킹 시스템은 네트워크 1, 네트워크 2, 네트워크 3과 개별적으로 연동할 수 있어야 합니다.
또한 이 과정에서 데이터 표현 방식을 포함해 양쪽 네트워크의 프로토콜이 서로 일치하지 않으면 필요한 변환 작업을 수행해야 합니다.
이러한 방식으로 인터네트워킹 시스템은 둘 이상의 네트워크를 유기적으로 연동할 수 있습니다.
2️⃣ 게이트웨이
인터네트워킹 시스템은 용어 자체로 의미를 쉽게 설명하고 이해시키기 위한 개념적인 명칭이며, 인터네트워킹 기능을 수행하는 시스템을 일반적으로 게이트웨이(Gateway)라 부릅니다.
게이트웨이의 종류는 다양하지만, 일반적으로 지원할 수 있는 기능의 한계에 따라 리피터, 브리지, 라우터 등으로 나뉩니다.
1️⃣ 리피터(Repeater)
리피터(Repeater)는 물리 계층의 기능을 지원합니다.
물리적 신호는 전송 거리가 멀수록 감쇄되기 때문에 중간에 이를 보완해주어야 합니다.
예를 들어, 사람의 목소리는 멀리 전달될수록 세기가 약해져서 점점 알아들을 수 없게 됩니다.
이와 같이 네트워크에서도 무선 신호 혹은 유선의 전기적 신호도 거리가 멀어질수록 신호의 크기가 약해집니다.
따라서 리피터는 한쪽에서 입력된 신호를 물리적으로 단순히 증폭하여 다른 쪽으로 중개하는 역할을 합니다.
2️⃣ 브리스(Bridge)
리피터는 단순히 신호를 증폭하는 역할을 하며, 전송과정에서 발생하는 물리적인 오류 문제는 다루지 않습니다.
이를 보완한 브리지(Bridge)는 리피터 기능에 데이터 링크 계틍의 기능이 추가 된 것으로 물리 계층에서 발생한 오류를 해결해줍니다.
예를 들어, 가정에서 사용하는 무선 공유기는 유무선 기능을 모두 지원하는 브리지의 예입니다.
3️⃣ 라우터(Router)
라우터(Router)는 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층의 기능을 지원합니다.
네트워크 계층은 경로 선택 기능을 제공해야 하므로 임의의 네트워크에서 들어온 데이터를 어느 네트워크로 전달할지 판단할 수 있어야 합니다.
이를 위하여 라우터는 자신과 연결된 네트워크와 호스트들의 정보를 유지,관리함으로써 특정 경로가 이용 가능한지 여부와 다수의 경로 중에서 어느 경로가 빠른 데이터 전송을 지원하는지 판단할 수 있어야 합니다.
네트워크와 호스트에 대한 정보는 일반적으로 라우팅 테이블(Routing Table)에 보관됩니다.
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🌐[Network] 프로토콜과 인터페이스(Protocol and Interface)
🌐[Network] 프로토콜과 인터페이스(Protocol and Interface)
1️⃣ 프로토콜과 인터페이스(Protocol and Interface).
네트워크 사용자가 통신한다는 것은 데이터를 서로 주고받는다는 것을 의미합니다.
최종 사용자가 데이터를 보내고 받으려면 양쪽 호스트에서 실행되는 OSI 7계층의 모듈이 유기적으로 연동되어야 합니다.
즉, 호스트끼리 통신하는 과정에서는 각 계층의 모듈이 상대 호스트의 동일 계층과 개별적으로 논리적 통신을 수행해야 합니다.
예를 들어, 통신 양단의 한쪽 호스트의 계층 n 모듈은 상대 호스트의 계층 n 모듈과 통신합니다.
이와 같이 각각의 계층은 정해진 방식과 절차에 따라 상대 계층과 통신하는데, “이 과정에서 필요한 규칙을 프로토콜(Protocol)” 이라고 합니다.
“상하위의 계층 간에는 인터페이스(Interface)” 라는 규칙이 존재하고, “하위 계층이 상위 계층에 제공하는 인터페이스를 특별히 서비스(Service)” 라 부릅니다.
위 그림은 계층 n과 계층 n-1의 2개 모듈로 구성된 계층 모델에서 서로 다른 두 호스트의 통신을 지원하기 위한 모듈 간의 관계를 프로토콜, 서비스, 데이터 전송의 관점에서 설명합니다.
한 호스트를 기준으로 데이터 전송은 위아래 양방향으로 모두 가능하며, 두 호스트 사이에서는 좌우 양방향으로 모두 가능합니다.
다만, 좌우 간의 물리적인 데이터 전송은 반드시 가장 아래의 물리 계층을 통하여 이루어집니다.
호스트 1과 호스트 2의 계층 n 프로토콜이 서로 통신하려면 계층 n-1 프로토콜의 서비스가 필요합니다.
즉, 호스트 1의 계층 n이 호스트 2의 계층 n에 데이터를 전송하는 과정은 하위의 계층 n-1을 통해 이루어집니다.
먼저, 호스트 1의 계층 n-1에 전송할 데이터를 주어 호스트 2에 전송하도록 부탁합니다.
그러면 호스트 1의 계층 n-1은 다시 하위 계층의 도움을 받아 호스트 2의 계층 n-1에 데이터를 보냅니다.
마지막으로 호스트 2의 계층 n-1이 수신한 데이터를 계층 n에 올려줌으로써 계층 n 사이의 통신이 완료됩니다.
이 원리는 ISO 7계층 모델에서 7개 계층에 모두 적용되며, 상대 호스트에 물리적으로 데이터를 전송하는 것은 맨 아래의 물리 계층입니다.
물리 계층 위에 있는 계층 프로토콜들은 각자의 정해진 기능을 수행하면서 논리적인 통신을 하는 것입니다.
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🌐[Network] 네트워크 세그먼트(Network Segment).
🌐 네트워크 세그먼트(Network Segment).
1️⃣ 세그먼트(Segment).
네트워크 세그먼트(Network Segment)를 알아보기 전에 세그먼트(Segment)가 어떤 뜻을 가지고 있는지 궁금했습니다.
TTA 정보통신용어사전에서는 다음과 같이 세그먼트를 정의하고 있었습니다.
서로 구분되는 기억 장치 의 연속된 한 영역.
어떤 프로그램이 너무 커서 한 번에 주기억 장치 에 올라올 수 없이 갈아넣기 기법을 사용하여 쪼개었을 때, 나뉜 각 부분을 가리키는 말.
세그먼테이션 방식의 가상 기억 장치 에서 사용되는 것으로, 페이징에서 페이지와 비슷하나 길이가 가변이고 기억 장치 의 어느 곳에서도 자리할 수 있는 기억 장소 영역을 가리키는 말.
한 세그먼트는 프로그램의 논리적인 한 구성 단위를 저장한다.
계층 모형의 데이터베이스 에서 여러 항목이 모여 레코드에 해당하는 단위.
2️⃣ 네트워크 세그먼트(Network Segment).
네트워크 세그먼트(Network Segment)는 네트워크 내에서 논리적 또는 물리적으로 분리된 하나의 부분 또는 구역을 의미합니다.
네트워크를 여러 세그먼트로 나누는 것은 네트워크의 성능을 최적화하고, 보안을 강화하며, 트래픽 관리를 효율적으로 ㅎ기 위한 일반적인 방법입니다.
1️⃣ 네트워크 세그먼트의 주요 개념.
1. 물리적 세그먼트
물리적 네트워크 세그먼트는 실제 네트워크 장비(스위치, 라우터 등)와 물리적 케이블을 통해 분리된 네트워크 구역입니다.
예를 들어, 한 사무실 내에서 여러 층에 있는 네트워크가 각기 다른 물리적 스위치에 연결되어 있다면, 이들 층은 물리적으로 서로 다른 네트워크 세그먼트로 간주될 수 있습니다.
2. 논리적 세그먼트
논리적 네트워크 세그먼트는 물리적 인프라와 무관하게 네트워크를 논리적으로 나누는 것을 의미합니다.
이는 주로 VLAN(가상 로컬 영역 네트워크) 이나 서브넷(Subnet) 을 사용하여 이루어집니다.
예를 들어, 동일한 물리적 네트워크 내에서 서로 다른 부서의 컴퓨터를 논리적으로 분리하여 독립된 네트워크 세그먼트로 만들 수 있습니다.
2️⃣ 네트워크 세그먼트의 주요 목적.
1. 보안 강화
네트워크 세그먼트는 네트워크를 여러 개의 작은 구역으로 나누어, 각 구역의 트래픽을 독립적으로 관리하고 보호할 수 있습니다.
이를 통해 민감한 데이터를 처리하는 부서나 서버를 외부와 분리하여 보안을 강화할 수 있습니다.
2. 성능 최적화
네트워크를 세그먼트로 나누면 네트워크의 트래픽이 특정 구역 내에서만 흐르게 하여, 트래픽 혼잡을 줄이고 전체 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
예를 들어, 대용량 파일 전송이 필요한 부서의 네트워크 세그먼트를 다른 부서와 분리함으로써, 다른 부서의 네트워크 성능에 영향을 주지 않도록 할 수 있습니다.
3. 트래픽 관리
네트워크 세그먼트를 통해 트래픽을 효과적으로 관리하고, 특정 세그먼트의 트래픽을 제거할 수 있습니다.
네트워크 관리자는 각 세그먼트에 대해 별도의 라우팅 규칙, 방화벽 규칙 등을 적용할 수 있습니다.
4. 내결함성 향상
네트워크가 세그먼트로 분리되어 있으면, 한 세그먼트에서 발생한 문제가 다른 세그먼트로 확산되지 않도록 방지할 수 있습니다.
예를 들어, 한 세그먼트에서 발생한 네트워크 장애가 전체 네트워크에 영향을 미치지 않게 할 수 있습니다.
3️⃣ 예시: 서브넷을 이용한 네트워크 세그먼트.
서브넷은 네트워크 세그먼트의 한 유형입니다.
예를 들어, ‘10.0.0.0/16’ IP 주소 블록을 가진 VPC에서 ‘10.0.1.0/24’ 와 ‘10.0.2.0/24’ 라는 두 개의 서브넷을 생성할 수 있습니다.
이 두 서브넷은 동일한 VPC 내에서 서로 독립된 네트워크 세그먼트를 구성합니다.
이로 인해 한 서브넷에서 발생한 네트워크 트래픽은 기본적으로 다른 서브넷에 영향을 미치지 않습니다.
✏️ 요약
요약하자면, 네트워크 세그먼트는 네트워크를 보다 안전하고 효율적으로 운영하기 위해 분리된 네트워크 구역을 의미하며, 물리적 또는 논리적으로 구성될 수 있습니다.
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🌐[Network] OSI 7계층 모델.
🌐[Network] OSI 7계층 모델.
다수의 시스템을 서로 연결해서 통신하려면 선행적으로 전체 시스템 구조를 표준화해야 합니다.
국제 표준화 단체인 ISO(International Standard Organization)에서는 OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델을 제안하여, 네트워크에 연결된 시스템이 갖추어야 할 기본 구조와 기능을 상세히 정의하고 있습니다.
1️⃣ 계층 구조.
OSI 7계층 모델(OSI 7 Layer Model)에 따르면, 네트워크에 연결된 호스트들은 위 그림과 같이 7개 계층으로 모듈화된 전송 기능을 갖추어야 합니다.
일반 사용자는 OSI 7계층 맨 위에 있는 응용 계층을 통해 데이터의 송수신을 요청하며, 이 요청은 하위 계층에 순차적으로 전달되어 맨 아래에 있는 물리 계층을 통해 상대 호스트에 전송됩니다.
그리고 요청이 각 계층으로 하달되는 과정에서 송수신 호스트 사이의 라우터들이 중개 기능을 수행합니다.
일반적으로 라우터는 하위 3개 계층의 기능만 수행합니다.
데이터를 수신하는 호스트에서는 송신 호스트와는 반대 방향으로 처리가 이루어집니다.
즉, 물리 계층으로 들어온 데이터는 순차적인 상향 전달 과정을 거쳐 응용 계층으로 올라갑니다.
수신 호스트에서 처리가 완료된 결과를 회신할 때는 반대 과정을 순차적으로 밟아서 송신 호스트로 되돌아갑니다.
데이터를 송수신하는 최종 주체는 송수신 호스트 양쪽에 위치한 응용 계층이며, 하부 계층인 표현 계층은 응용 계층을 지원하기 위한 고유 기능을 수행합니다.
이와 같은 계층 구조의 원리는 모든 상하 계층에 대하여 상대적으로 적용되며, 각각의 계층들은 데이터 전송에 필요한 기능들을 나누어 처리합니다.
1️⃣ 계층별 기능.
OSI 7계층 모델의 각 계층은 독립적인 고유 기능을 수행하며, 하위 계층이 바로 위 계층에서 서비스를 제공하는 형식으로 동작합니다.
1️⃣ 물리 계층(Physical Layer).
네트워크에서 호스트들이 데이터를 전송하려면 반드시 물리적인 전송 매체로 연결되어 있어야 합니다.
물리 계층(Physical Layer)은 호스트를 전송 매체와 연결하기 위한 인터페이스 규칙과 전송 매체의 특성을 다루며, 크게 유선 매체와 무선 매체로 구분됩니다.
2️⃣ 데이터 링크 계층(Data Link Layer).
물리 계층으로 데이터를 전송하는 과정에서는 잡음(Noise)등과 같은 여러 외부 요인에 의하여 물리적인 오류가 발생할 수 있습니다.
데이터 링크 계층(Data Link Layer)은 물리 계층의 오류에 관한 오류 제어(Error Control) 기능을 수행하며, 이를 위해서는 오류의 발생 사실을 인지하는 기능과 오류 복구 기능이 필요합니다.
물리 계층은 물리적 전송 오류를 감지(Sense)하는 기능을 제공해 상위 계층인 데이터 링크 계층에서 오류를 인지할 수 있도록 해줍니다.
그렇지 않은 경우는 데이터 링크 계층 스스로 별도의 기능을 수행하여 오류를 인지해야 합니다.
대표적인 물리적 오류로는 데이터가 도착하지 못하는 데이터 분실과 내용이 깨져서 도착하는 데이터 변형이 있습니다.
일반적으로 컴퓨터 네트워크에서 오류 복구는 송신자가 원래의 데이터를 재전송(Retransmission)하는 방식으로 처리합니다.
3️⃣ 네트워크 계층(Network Layer)
송신 호스트가 전송한 데이터가 수신 호스트까지 안전하게 도착하려면 여러 개의 중개 시스템인 라우터(Router)를 거쳐야 합니다.
이 과정에서 데이터가 올바른 경로를 선택할 수 있도록 지원하는 계층이 네트워크 계층(Network Layer)입니다.
기본적으로 네트워크 내부 구조는 라우터들로 구성되고, 네트워크 바깥쪽에 연결되는 송수신 호스트 사이의 데이터 중개 기능을 수행합니다.
데이터 중개 과정에서 오류가 발생할 수 있으므로 네트워크 계층에도 오류 제어 기능이 필요합니다.
네트워크 부하가 증가하면 특정 지역에 혼잡(Congestion)이 발생할 수 있는데, 혼잡 제어(Congestion Control)도 데이터의 전송 경로와 관계되므로 네트워크 계층이 담당합니다.
4️⃣ 전송 계층(Transport Layer)
컴퓨터 네트워크에서 데이터를 교환하는 최종 주체는 호스트가 아니고, 호스트 내부에서 실행되는 응용 네트워크 프로세스입니다.
네트워크 계층은 송수신 호스트 사이의 전송을 지원하지만, 응용 프로세스까지 전달하는 기능은 없습니다.
전송 계층(Transport Layer)은 송신 프로세스와 수신 프로세스 간의 연결(Connection) 기능을 제공하기 때문에 프로세스 사이의 안전한 데이터 전송을 지원합니다.
전송 계층은 데이터가 전송되는 최종적인 경로상의 양 끝단 사이의 연결이 완성되는 계층입니다.
일반적으로 계층 4까지의 기능은 운영체제에서 시스템 콜(System Call) 형태로 상위 계층에 제공하며, 계층 5~7의 기능은 응용 프로그램으로 작성됩니다.
5️⃣ 세션 계층(Session Layer)
세션 계층(Session Layer)은 전송 계층에서 제공하는 연결의 개념과 유사한 세션 연결을 지원하지만, 이보다는 더 상위의 논리적 연결입니다.
즉, 응용 환경에서 사용자 간 대화(Dialog) 개념의 연결로 사용되기 때문에 전송 계층의 연결과 구분됩니다.
예를 즐어, 인터넷에서 파일 송수신 중에 연결이 끊기면 이는 전송 계층의 연결이 종료된 것입니다.
이후 전송 계층의 연결을 다시 설정하여 이전에 데이터 송수신이 멈춘 지점부터 이어서 전송하는 기능을 세션 계층이 지원합니다.
6️⃣ 표현 계층(Presentation Layer)
표현 계층(Presentation Layer)은 전송되는 데이터의 의미(Semantic)를 잃지 않도록 올바르게 표현(Syntax)하는 방법을 다룹니다.
즉, 정보를 교환하는 호스트들이 표준화된 방법으로 데이터를 인식할 수 있게 해줍니다.
또한, 데이터의 표현이라는 본래의 기능에 더해, 현재의 표현 계층은 압축과 암호화라는 기능도 중요하게 다루고 있습니다.
동영상과 같은 대용량의 멀티미디어 데이터를 압축(Compression)하면 전송 데이터의 양을 줄일 수 있습니다.
암호화는 네트워크 보안 기능의 하나이며, 외부의 침입자로부터 데이터를 안전하게 보호하는 기술입니다.
인터넷을 통한 개인 정보의 처리와 금융 상거래가 증가하면서 인터넷 보안의 중요성이 커지고 있습니다.
7️⃣ 응용 계층(Application Layer)
응용 계층(Application Layer)은 일반 사용자를 위한 다양한 네트워크 응용 서비스를 지원합니다.
단순히 정보 검색을 지원하던 시대를 지나서 오늘날 인터넷 환경은 인공지능과 결합하는 추세로 발전되고 있습니다.
그에 따라 특정 분야에 한정되지 않고, 사회 전반의 모든 영역으로 네트워크 서비스는 발전하고 있습니다.
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🌐[Network] 시스템 기초 용어.
🌐[Network] 시스템 기초 용어.
위 그림과 같이 네트워크는 외형적으로 시스템과 전송 매체의 조합으로 구성됩니다.
데이터 통신을 위한 전송 매체는 전송 대역, 전송 속도, 전송 오류율과 같은 물리적인 특성이 주 관심사이므로 논리적인 기능은 비교적 단순합니다.
시스템은 전송 매체를 이용해 다양한 연동 형태로 구성할 수 있으므로 개념의 폭이 넓고 복잡합니다.
1️⃣ 시스템의 구분.
네트워크를 구성하는 시스템이 반드시 일반 컴퓨터처럼 복잡한 기능을 수행해야 하는 것은 아니지만, 데이터 전송 기능을 포함하여 일정 정도의 컴퓨팅 기능을 보유합니다.
네트워크 시스템은 수행 기능에 따라 다음과 같이 다양한 명칭으로 부를 수 있습니다.
노드, 라우터, 호스트, 클라이언트, 서버
1️⃣ 노드(Node)
노드(Node)는 컴퓨터 이론 분야에서 특정 시스템을 가리키는 가장 일반적인 용어로 사용됩니다.
인터넷에서도 상호 연결된 시스템을 표현할 수 있는 가장 포괄적 의미로 사용되므로 데이터를 주고받을 수 있는 모든 시스템을 통칭합니다.
노드는 인터넷 내부를 구성하는 라우터와 인터넷 바깥쪽에 연결되어 데이터를 주고받는 호스트로 구분됩니다.
2️⃣ 라우터(Router)
라우터(Router)는 인터넷 내부를 구성하며, 기본으로 데이터 전송 기능을 포함합니다.
라우터의 주요 역할은 데이터 중개 기능이며, 인터넷 바깥쪽에 연결된 호스트들 사이의 데이터 전송이 인터넷 내부에서 최적의 경로를 통하여 이루어지도록 합니다.
3️⃣ 호스트(Host)
호스트(Host)는 인터넷 바깥쪽에 연결되어 일반 사용자들의 네트워크 접속 창구 역할을 합니다.
일반적인 컴퓨팅 기능을 갖춘 호스트는 네트워크 응용 프로그램을 실행할 수 있고, 사용자는 이 프로그램을 이용하여 다양한 인터넷 서비스를 제공받습니다.
호스트는 로스트 사이에 제공되는 서비스를 기준으로 클라이언트와 서버로 나눌 수 있습니다.
4️⃣ 클라이언트(Client)와 서버(Server)
클라이언트(Client)는 임의의 인터넷 서비스를 이용하는 응용 프로그램이고, 서버(Server)는 서비스를 제공하는 응용 프로그램입니다.
클라이언트와 서버의 개념은 서비스 단위로 이루어지므로 임의의 호스트가 클라이언트나 서버로 고정되지 않습니다.
이용하는 서비스의 종류에 따라서 클라이언트가 될 수도 있고, 서버가 될 수도 있습니다.
그러므로 특정 서비스를 기준으로 상대적인 관점에서 클라이언트와 서버라는 용어를 사용합니다.
일반적으로 응용 프로그램 혹은 서비스 단위가 아닌 호스트 단위로도 클라이언트와 서버를 사용하기도 합니다.
즉, 다양한 서비스를 제공하는 목적으로 특화된 호스트의 경우 호스트 자체를 서버라 부르기도 합니다.
서버는 클라이언트보다 먼저 실행 상태가 되어 클라이언트의 요청에 대기해야 합니다.
그리고 영원히 종료하지 않으면서 클라이언트의 요청이 있을 때마다 서비스를 반복해서 제공합니다.
2️⃣ 클라이언트(Client)와 서버(Server)
위 그림은 임의의 응용 서비스를 기준으로 클라이언트와 서버의 상대적인 관계를 설명합니다.
FTP(File Transfer Protocol)는 원격 호스트끼리 파일 송수신 기능을 제공하는 서비스이고, 텔넷(Telnet)은 원격 호스트에 로그인하는 서비스를 제공합니다.
호스트 2는 FTP 서비스를 제공하고, 호스트 3은 텔넷 서비스를 제공합니다.
먼저, FTP 서비스를 살펴보면 호스트 1은 호스트 2에 FTP 서비스를 요청합니다.
따라서 FTP 서비스를 기준으로 하면 호스트 1이 클라이언트가 되고, 호스트 2는 서버가 됩니다.
반면, 텔넷 서비스는 호스트 2가 호스트 3에 서비스를 요청합니다.
텔넷 서비스를 기준으로 하면 호스트 2가 클라이언트이고, 호스트 3은 서버입니다.
따라서 호스트 2는 사용하는 응용 서비스의 종류에 따라 클라이언트가 되기도 하고 서버가 되기도 합니다.
결론적으로 클라이언트와 서버라는 용어는 서비스 이용의 상대적 위치에 따라 결정됨을 알 수 있습니다.
서버의 명칭을 특정 호스트에 전용으로 부여해서 사용할 수도 있습니다.
특히 다양한 서비스 기능을 제공하는 대형 시스템을 서버로 설정해 다수의 클라이언트가 접속해서 서비스를 이용하도록 할 수 있습니다.
그러나 기능적인 관점에서는 위 그림에서처럼 호스트에서 실행되는 응용 서비스별로 구분하는 것이 더 정확합니다.
인터넷에서 네트워크 서비스의 기능은 대부분 응용 프로그램으로 구현되므로 보통 클라이언트 프로세스, 서버 프로세스라는 호칭이 더 자연스러울 수 있습니다.
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🌐[Network] 네트워크 기초 용어.
🌐[Network] 네트워크 기초 용어.
이미 수많은 사람이 익숙하게 사용하고 있는 인터넷(Internet)은 연구소, 기업, 학교 등의 소규모 조직에서 사용하기 시작한 작은 단위의 네트워크(Network)들을 서로 연결하면서 발전하였습니다.
그 과정에서 자연스럽게 연결 방식의 표준화를 요구하게 되었고, 오늘날 전 세계로 확산되어 거대한 인터넷으로 성장하였습니다.
네트워크를 이해하려면 시스템, 인터페이스, 전송 매체, 프로토콜, 네트워크, 인터넷과 같은 용어를 먼저 이해해야 합니다.
네트워크(Network)는 하드웨어적인 전송 매체(Transmission Media)를 매개로 서로 연결되어 데이터를 교환하는 시스템(System)의 모음이며, 시스템과 전송 매체의 연결 지점에 대한 규격이 인터페이스(Interface)입니다.
시스템이 데이터를 교환할 때는 소프트웨어적으로 동작하는 통신 규칙인 프로토콜(Protocol)이 필요합니다.
인터페이스와 프로토콜은 서로 다른 시스템을 상호 연동해 동작시키기 위함이니 반드시 연동 형식의 통일이 필요하고, 이를 표준화(Standardization)라 합니다.
위 그림은 여러 시스템이 전송 매체로 연결되어 네트워크를 구성한 예입니다.
시스템은 반드시 일반 컴퓨터일 필요는 없으며, 보통 컴퓨팅 기능을 보유한 네트워크 장비들을 의미합니다.
그림과 같은 네트워크의 가장 바깥쪽에 스마트폰을 포함한 일반 사용자들의 컴퓨터가 연결되어 데이터 교환 작업을 수행합니다.
시스템들은 물리적으로 공유하는 전송 매체에 의하여 서로 연결되지만, 시스템이 전송 매체를 통해 데이터를 교환하려면 반드시 표준화된 프로토콜을 사용해야 합니다.
우리가 알고 있는 인터넷은 IP(Internet Protocol)라는 네트워크 프로토콜이 핵심적인 역할을 하는 네트워크의 집합체입니다.
여기서 IP는 프로토콜의 의미가 포함된 약자이지만 보통 IP 프로토콜이라 부릅니다.
1️⃣ 시스템(System)
내부 규칙에 따라 자율적으로 동작하는 대상을 가리킵니다.
자동차, 커피 자판기, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 하드디스크 등과 같은 물리적인 대상뿐 아니라, 신호등으로 교통을 제어하는 운영 시스템, Mac OS 등의 운영체제, 프로그램의 실행 상태를 의미하는 프로세스와 같은 소프트웨어적인 대상들도 시스템입니다.
🤩 TIP: 네트워크 환경에서 동작하는 임의의 시스템은 다른 시스템과 데이터를 교환하는 기능이 필수적입니다.
시스템의 동작에 필요한 외부 입력이 있을 수 있으며, 내부 정보와 외부 입력의 조합에 따른 출력(시스템 실행의 결과물)이 있을 수 있습니다.
한편, 작은 시스템이 여러 개 모여 더 큰 시스템을 구성할 수 있으므로 크기를 기준으로 시스템을 나누지는 않습니다.
우리가 알고 있는 인터넷은 수많은 소규모 네트워크들이 서로 연동되는 반복적인 과정을 거쳐서 형성된 거대 연합체의 네트워크를 의미합니다.
2️⃣ 인터페이스(Interface)
시스템과 시스템을 연결하기 위한 표준화된 접촉 지점을 의미하며, 하드웨어적인 관점과 소프트웨어적인 관점이 모두 존재합니다.
하드웨어적인 예로서, 컴퓨터 본체와 키보드를 연결하여 제대로 동작하게 하려면 키보드의 잭을 본체의 정해진 위치에 꽂아야 합니다.
이렇게 하려면 상호 간의 데이터 교환을 위한 RS-232C, USB 등과 같은 논리적인 규격뿐만 아니라, 잭의 크기와 모양 같은 물리적인 규격도 표준화되어야 합니다.
소프트웨어적인 예로서, 프로그래밍 언어에서 함수 설계자는 함수 이름과 매개변수를 표준화하여 정의해야 하고, 함수 사용자는 이 정의에 맞게 함수 이름과 인수를 지정하여 사용할 수 있습니다.
인터페이스를 논리적인 상하 구조의 개념으로 이해할 필요는 없지만, 양방향으로 데이터를 주고 받는 경우와 한쪽에서 다른 쪽의 단방향으로 데이터를 보내는 경우로 나눌 수 있습니다.
3️⃣ 전송 매체(Transmission Media)
시스템끼리 정해진 인터페이스를 연동해 데이터를 전달하려면 물리적인 전송 수단인 전송 매체(Transmission Media)가 반드시 있어야 합니다.
전송 매체는 사람의 눈으로 볼 수 있는 동축 케이블을 포함하여 소리를 전파하는 공기, 무선 신호 등 다양하게 존재합니다.
인터페이스는 시스템 간의 물리적인 연동을 위한 논리적인 규격이고 인터페이스로 정해진 규격은 전송 매체를 통해 물리적으로 구현되며, 시스템끼리 데이터 전송을 가능하게 합니다.
4️⃣ 프로토콜(Protocol)
논리적으로 상호 연동되는 시스템이 전송 매체를 통해 데이터를 교환할 때는 표준화된 대화 규칙을 따르는데, 이 규칙을 프로토콜(Protocol)이라 합니다.
일반적으로 프로토콜은 상하 관계가 아닌 동등한 위치에 있는 시스템 사이의 규칙이라는 측면이 강조되어 인터페이스와 구분이 됩니다.
인터페이스는 위 그림과 같이 두 시스템이 연동하기 위한 특정한 접촉 지점(Access Point)을 의미하는 경우가 많지만, 프로토콜과 비교하여 인용될 때는 상하 개념이 적용됩니다.
즉, 네트워크의 계층 모델 구조에서 인터페이스는 상하 계층 사이의 관계를 다루고, 프로토콜은 동등 계층 사이의 관계를 다룹니다.
일반적으로 프로토콜은 주고받는 데이터의 형식과 그 과정에서 발생하는 일련의 절차적 순서에 무게를 둡니다.
5️⃣ 네트워크(Network)
통신용 전송 매체로 연결된 여러 시스템이 프로토콜을 사용하여 데이터를 주고받을 때, 이들을 하나의 단위로 통칭하여 네트워크(Network)라 부릅니다.
일반적인 컴퓨터 네트워크에서는 물리적인 전송 매체로 연결된 컴퓨터들이 동일한 프로토콜을 이용해 서로 데이터를 주고 받습니다.
소규모 네트워크가 모여 더 큰 네트워크를 구성할 수 있는데, 네트워크끼리는 라우터(Router)라는 중개 장비를 사용해서 연결합니다.
6️⃣ 인터넷(Internet)
전 세계의 모든 네트워크가 유기적으로 연결되어 동작하는 통합 네트워크입니다.
인터넷에서 사용되는 시스템, 인터페이스, 전송 매체, 프로토콜들은 그 종류가 매우 복잡하고 다양하지만, 데이터 전달 기능에 한해서는 공통으로 IP(Internet Protocol) 프로토콜을 사용합니다.
즉, ISO의 OSI 7계층 모델에서 계층 3인 네트워크 계층의 기능을 IP 프로토콜이 수행하며 인터넷이라는 용어의 IP의 첫 단어인 Internet에서 유래했습니다.
7️⃣ 표준화(Standardization)
서로 다른 시스템이 상호 연동해 동작하려면 표준화(Standardization)라는 연동 형식의 통일이 필요합니다.
예를 들어, 프린트 용지를 생각해봅시다.
일반적으로 프린터와 프린트 용지를 만드는 회사는 다릅니다.
하지만 사전에 A4 규격이라는 통일된 틀을 만들어두었기 때문에 서로 다른 회사에서 생산한 프린터와 프린트 용지를 자유롭게 사용할 수 있습니다.
현대 산업사회가 눈부시게 성장한 배경에는 증기기관의 개발에 따른 에너지 동력원의 발전이 있었습니다.
지금은 인간의 노동력이라는 한계를 넘어 인공지능으로 대표되는 새로운 차원의 사회 발전 단계인 4차 산업혁명이 진행되고 있습니다.
그러나 이와 다른 관점에서 더 근원적인 발전 배경을 살펴보면, 표준화 원리를 바탕으로 한 레고의 조합 개념이 산업 전반에 존재해왔기 때문임을 알 수 있습니다.
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🌐[Network] CIDR이란?
🌐[Network] CIDR이란?
CIDR(Classless Inter-Domain Routing) 은 IP 주소와 관련된 라우팅 방법을 정의하는 표기법입니다.
CIDR 표기법은 IPv4 주소를 네트워크와 호스트 부분으로 나누고, 네트워크의 크기(서브넷 크기)를 정의하는 데 사용됩니다.
CIDR 표기법은 다음과 같은 형식으로 표현됩니다.
192.168.0.0/24
이 표기법은 두 부분으로 나뉩니다.
IP 주소 부분 : 192.168.0.0
서브넷 마스크 부분: /24
여기서 /24 는 서브넷 마스크의 길이를 나타내며, 이는 네트워크 부분의 비트 수를 의미합니다.
즉, 192.168.0.0/24 는 24비트가 네트워크를 정의하고 나머지 8비트(총 32비트 중)가 호스트를 정의하는 서브넷을 나타냅니다.
1️⃣ IPv4 CIDR의 구조.
IPv4 주소는 32비트로 구성되어 있으며, 이를 네 개의 8비트 옥텟으로 표현합니다.
예를 들어 다음과 같습니다.
11000000.10101000.00000000.00000000 (이진)
192.168.0.0 (십진)
CIDR 표기법에서 /24 는 첫 번째 24비트(세 개의 옥텟)가 네트워크 주소를 나타낸다는 것을 의미합니다.
이 경우 192.168.0.0 네트워크에는 192.168.0.1 에서 192.168.0.254 까지의 호스트 주소를 가질 수 있습니다.
2️⃣ IPv4 CIDR의 용도.
서브네팅 : 큰 네트워크를 작은 서브넷으로 나누기 위해 CIDR을 사용합니다.
라우팅 : 인터넷 서비스 제공자(ISP) 및 네트워크 관리자는 CIDR을 사용하여 라우팅 테이블을 관리하고, IP 주소 공간을 효율적으로 사용합니다.
IP 주소 관리 : CIDR은 IP 주소를 할당하고 네트워크를 관리하는 데 사용됩니다.
3️⃣ CIDR 블록의 생성 기준.
CIDR 블록을 생성할 때는 네트워크 크기와 필요한 IP 주소 수를 고려해야 합니다. 일반적인 기준은 다음과 같습니다.
1. 네트워크 크기 계산 :
/24 서브넷은 256개의 IP 주소(호스트)를 제공합니다. 이 중 두개의 주소(네트워크 주소와 브로드캐스트 주소)를 제외하고, 254개의 호스트 IP 주소를 사용할 수 있습니다.
/16 서브넷은 65,536개의 IP 주소를 사용할 수 있습니다.
/32 는 단일 IP 주소를 나타냅니다.
2. 필요한 IP 주소 수에 따라 결정 :
만약 50개의 장치를 연결해야 한다면, /26(64개 IP 주소 제공) 서브넷을 사용할 수 있습니다.
큰 네트워크에는 /16 이나 /12 처럼 더 작은 서브넷 마스크를 사용할 수 있습니다.
3. 보안 및 관리 :
더 작은 서브넷(CIDR 블록)을 사용하면 네트워크 트래픽을 보다 효율적으로 관리하고, 보안을 강화할 수 있습니다.
4️⃣ 예시.
/32 : 단일 IP 주소. 예: 192.168.0.1/32
/24 : 256개의 IP 주소 제공, 주로 작은 네트워크에서 사용. 예: 192.168.0.0/24
/16 : 65,536개의 IP 주소 제공, 더 큰 네트워크에 사용. 예: 192.168.0.0/16
/8 : 16,777,216개의 IP 주소 제공, 매우 큰 네트워크에서 사용. 예: 10.0.0.0/8
5️⃣ 결론.
CIDR 표기법은 IP 주소와 서브넷 마스크를 결합한 표준입니다.
네트워크의 크기와 IP 주소와 필요 수를 기준으로 CIDR 블록을 생성합니다.
CIDR을 사용하면 네트워크를 보다 효율적으로 관리하고 라우팅 테이블을 최적화할 수 있습니다.
🙋♂️ CIDR 블록을 설계할 때, 사용하려는 네트워크 규모와 IP 주소 요구 사항을 염두에 두고, 적절한 서브넷 마스크 길이를 선택하는 것이 중요합니다.
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