[컴퓨터 네트워크] 0. 컴퓨터 네트워크 개요, 무엇을 배우나?

 

컴퓨터 네트워크의 학습 목표는

TCP/IP를 중심으로 Network, Transport,

그리고 Application Layer Protocol에 대한 이해력을 제고하는 것이다.

 

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Divide & Conquer와 TCP/IP 5계층

컴퓨터에서 대부분의 문제 해결은 분할 & 정복으로 이뤄진다.

통신 시스템에서의 분할 & 정복은 계층적 구조로 진행된다.

국제 표준기구인 ISO에서는 OSI 7 Model을 도입하였으나,

이번에는 실질적인 통신에 많이 사용되는 TCP/IP 5계층을 중심으로 살펴보겠다.

(기회가 되면 Layer 1,2에 해당하는 내용을 커버하는 Data Communication도 공부하겠다.)

 

TCP/IP 5계층

 

Physical Network

물리 계층과 데이터 링크 계층은

물리적 연결(물리 네트워크 만들기)을 위한 계층이다.

물리 네트워크는 아래와 같이 유선, 무선, LAN, WAN의 여부처럼 예시가 달라진다.

물리네트워크의 예시

 

블루투스, 위성 통신, Wi-Fi, 대학교 PC실 등의 물리 네트워크는

각 물리 네트워크마다 Source와 Destination의 주소 체계도 다르고 InterFace도 다를 것이다.

즉, 이질성이 존재한다.

 

하지만, 응용계층(Layer 5)에서는 물리네트워크 기술에 구애받지 않는 동질성을 요구한다.

왜냐하면, 블루투스용 인터넷, 대학교 PC실용 인터넷 등등 각 네트워크마다 가지고 있는 이질적인 특징에

맞춰서 응용 소프트웨어를 개발하기에는 많은 어려움이 있기 때문이다. ( 비용적으로도 비효율적이다. )

 

미들웨어

이러한 물리 네트워크들의 이질성을 감춰주는 것이 바로 미들웨어이다.

즉, 동질한 인터페이스를 제공하여 동질성을 부여해주는 것이다.

 

모든 물리 네트워크가 상호 연결되고, 그에는 TCP/IP 소프트웨어가 깔려있어

똑같은 인터페이스를 지닌 것처럼 보이게 하는 것. 이게 바로 인터넷이라는 개념이다.

전송 계층과 네트워크 계층(Layer 3, 4)은 모두 미들웨어 계층에 해당한다.

 

IP(Internet Protocol)

IP는 Host - to - Host로 패킷을 전달해주는 역할을 한다.

Host와 각 물리넷을 이어주는 Router에 적혀있는

라우팅 테이블(Routing Table)을 참고하여

패킷을 Source에서 Destination으로 전달한다.

 

즉, 각 피지컬 네트워크마다 동일한 주소를 부여하고, 패킷도 전달하는 것이다.

IP는 Network(Layer 3) 계층으로 분류한다.

 

ARP, ICMP

그리고 네트워크 계층에는 IP 말고도 ARP, ICMP 프로토콜도 존재한다.

ICMP는 오류보고와 질의응답(ping) 기능을 담당한다.

IP는 패킷 전송 시 문제가 생기면 버린다.

그래서 문제가 생겼을 때 source host에게 오류를 보고하는 것은 ICMP가 담당한다.

ARP도 추후 살펴본다.

 

TCP(Transmission Control Protocol)

사실 우리가 일반적으로 알고 있는 통신은

Source to Destination(Host to Host)에서 끝나는 것이 아니라,

프로세스에서 프로세스로 통신을 하는 개념이다.

특정 Host 내부에서 Process는 Port 번호를 알면 알 수 있다.

 

내 컴퓨터에서 네이버의 데이터를 얻어오는 것은

정확히 말하면 내 컴퓨터의 웹 브라우저(크롬, Edge 등) 프로세스가

네이버의 웹 서버 프로세스와 패킷을 통신하여 가능한 일이다.

 

즉, 이러한 Process to Process 통신을 가능하게 하는 것이 TCP의 역할이다.

TCP는 Transport(전송 계층, Layer 4)에서 사용된다.

 

IP와 TCP를 이용한 통신

 

 

UDP와 TCP

전송 계층에는 UDP도 존재하는데

UDP와 TCP의 차이점은 신뢰성 서비스를 제공하는지 여부에 있다.

 

TCP는 신뢰성 서비스를 제공한다.

이는 패킷의 결함, 오류, 순서 문제 등을 해결해주는 서비스다.

파일 전송, 인터넷 뱅킹 등 보안이 필요한 통신은 TCP를 이용해야 한다.

단점으로는 UDP보다 slow... 느리다...

 

UDP는 신뢰성 서비스를 제공하지 않는다.

무조건 프로세스로 패킷을 전달한다. 그래서 굉장히 빠르다.

인터넷 폰 등의 실시간 서비스(멀티미디어)에서 사용한다.