[CS-한 권으로 끝내는 네트워크 기초] 1장. 네트워크의 전체적인 모습과 종류

🌐 1장. 네트워크의 전체적인 모습과 종류

1.1 네트워크란 무엇인가?

1.1.1. 컴퓨터를 네트워크에 연결하는 의미

컴퓨터 네트워크는 컴퓨터끼리 연결해서 데이터를 교환하는 시스템을 의미한다.

온라인 시스템이 생기기 전에는 자기 테이프에 데이터를 담아 우편을 통해 전달하고, 업무를 처리 한 후 다시 우편을 통해 처리 결과를 받을 수 있었다. 

1960년대 다수의 이용자가 단말기로 통신 회선을 이용해 컴퓨터를 공동으로 사용할 수 있게 되었고(컴퓨터끼리 네트워크로 연결된 것), 이를 온라인 시스템이라고 한다.

 

1.1.2 현대 네트워크

현대의 네트워크는 다양한 종류가 있다. 가정 네트워크, 기업 네트워크, 데이터센터 네트웤, 클라우드 사업자 네트워크 등.

가정 네트워크의 경우 광 회선이나 케이블TV와 같은 접속 회선을 이용하여 ISP를 통해 인터넷에 연결된다. 

 

기업용 네트워크는 규모가 더 커지며, 컴퓨터 대수는 물론 때에 따라서 복수의 거점 간 통신이 추가된다. 지점 A와 지점B라는 회사 내 사업소끼리 네트워크로 연결하고, 서로 통신할 수 있다. 또 사내에 서버가 있을 경우 사내 컴퓨터에서 서버로 접속할 수 있게 설정하지만, 서버를 사외 데이터 센터에 두거나 클라우드 서버를 이용하는 예도 있다. 이 경우 데이터 센터와 회사의 각 거점을 연결하거나 클라우드 서버를 둔 클라우드와 연결해야 한다.

 

1.1.3. LAN과 WAN

컴퓨터 네트워크는 범위에 따라 LAN과 WAN 두 가지로 크게 나뉜다.

LAN(Local Area Network)은 가정이나 사무실 등 하나의 거점 내부를 연결하는 네트워크를 의미한다. 

WAN(Wide Area Network)은 거점과 거점을 연결하는 네트워크를 의미한다. '거점 내부'를 연결하는 것은 LAN, '거점 <-> 거점' 과 '거점 <-> 인터넷'을 연결하는 것을 WAN이라고 한다.

LAN과 WAN은 용도가 다를 뿐 컴퓨터끼리 통신하게 하는 역할임에는 변함이 없다.

 

LAN 특징

LAN에는 두 가지 접속 방법이 있다. 케이블로 접속하는 유선 LAN, 전파로 접속하는 무선 LAN

 

유선 LAN

인터넷 - ONU - 라우터 - 스위치 -(LAN 케이블로 연결) - 컴퓨터

 

무선 LAN

인터넷 - ONU - 라우터  ((((( 전파로 통신 ))))) 컴퓨터

 

LAN은 규격을 바탕으로 접속된다.

유선 LAN용 규격의 종류는 다양하지만, 현재는 대부분의 환경에서 이더넷을 사용한다. 이더넷은 LAN에 이용되는 물리적인 회선이나 접속 커넥터에 관해 정해진 규격이고, 이 뒤에 설명하는 OSI 참조 모델의 1층과 2층에 해당한다.

 

무선 LAN용 규격은 IEEE라는 표준화 기구가 정한 IEEE802.11 시리즈가 표준으로 보급되어 있다.

LAN 역사를 보면 처음에는 모두 유선 LAN이었고 지금보다 속도도 훨씬 느렷다. 네트워크 장비가 고성능, 고기능화되면서 무선 LAN이 등장했고, 유선 LAN도 규격이 업데이트 되면서 속도가 빨라졌다.

 

WAN 특징

WAN은 거점과 거점을 연결하고자 SKT나 KT 등 통신 사업자가 제공하는 통신 회선 서비스를 이용하는 네트워크이다. 통신 사업자의 설비를 빌려야 하므로 통신 서비스 이용료나 네트워크 기기 임대료를 지불해야 한다.

WAN 회선에는 개인용과는 별도로 법인용 회선도 있다. 법인용 회선은 보증 대역이 정해져 있거나 보안 옵션을 선택할 수 있다. 일반적으로 개인용 회선보다 이용료가 비싸다.

 

유선으로 연결된 WAN 서비스 이외에도 이동 통신망을 사용하느 무선 통신도 있으며, 휴대폰이 대표적이다. 이를 무선 WAN이라고도 한다. 

 

1.1.4. 네트워크 구성 요소

일반적인 네트워크를 구성할 때 필요한 것부터 시작해서 각각의 요소를 설명한다.

 

PC, 휴대 전화 등

사용자가 일반적으로 사용하는 단말이다. 단말을 조작하여 회사 내 서비스를 이용하거나 인터넷상의 서비스를 이용한다.

 

서버

어떤 서비스를 제공하는 컴퓨터를 서버라고 한다. 하드웨어의 부품 구성이나 제작 방법은 일반 PC와 비슷하지만, 365일 쉬지 않고 계속 가동될 것을 예상하여 좀 더 고성능 부품을 사용한다.

 

스위치

유선 LAN을 묶는 것이 스위치이다. 단순히 유선 LAN을 묶는 것을 L2 스위치, 네트워크와 네트워크를 연결하는 기능이 있는 것을 L3 스위치, 부하 분산 및 애플리케이션에 맞게 통신을 제어할 수 있는 고급 스위치를 L4 스위치나 L7 스위치 등으로 부른다.

 

ONU

ONU는 자택이나 회사 등에 끌어온 광 회선과 공유기 사이에 설치되어 광 회선과 공유기를 연결하고 광 신호와 디지털 신호를 변환하는 장치이다. 광 회선을 집이나 회사에서 사용할 수 있도록 하는 장치.

 

라우터

네트워크와 네트워크를 연결하는 기능이 있는 장비이다. 랜과 인터넷의 경계에 설치되어 네트워크 간 다리를 놓거나, 거점과 거점을 연결하너가, 여러 단말기로 네트워크 회선을 공용하는 역할을 담당한다. 

 

방화벽

방화벽은 라우터와 마찬가지로 네트워크 경계에 놓이는 장비이지만, 라우터와 다른 점은 보안과 관련한 기능을 갖추고 있다는 것이다. 통신 동작에 수상한 점이 없는지 확인하거나 안티 바이러스와 안티 스팸, 침입 감지/방어 등 역할을 담당한다.

 

가상 라우터

퍼블릭 클라우드를 가상 프라이빗 클라우드로 이용하는 VPC(Virtual Private Cloud)라는 기술이 있다.

기존에는 데이터 센터에 기업 시스템 등을 설치하는 것이 일반적이었지만, 최근에는 VPC로 다시 이전하는 사례가 증가하고 있다. VPC는 가상적인 데이터 센터라고 할 수 있다. VPC와 기업 네트워크는 프라이빗 네트워크로 연결되는데, 여기서 VPC 쪽 연결점이 되는 것이 가상 라우터다. 라우터는 전용 하드웨어로 제공하고, 가상 라우터는 클라우드에서 실행되는 소프트웨어로 제공된다.

 

1.2 네트워크와 인터넷

1.2.1. 인터네트워킹

인터넷은 '네트워크 간 네트워크'나 '복수의 네트워크를 서로 연결한 네트워크'라는 의미의 '인터넷트워크'라는 용어에서 파생된 용어이다.

일반적으로 컴퓨터 네트워크를 확장하는 방법은 다음 두 가지이다.

• 한 네트워크를 키워 가는 방법
• 네트워크와 네트워크를 연결하여 넓혀 가는 방법

복수 네트워크를 서로 연결하는 것을 인터네트워킹이라 하는데, 후자의 접근 방식이 인터네트워킹이다. 그리고 전 세계적으로 인터네트워킹하는 것이 인터넷(The Internet)이다.

 

(The)Internet과 an internet
인터넷트워킹과 인터네트워크는 복수의 네트워크를 연결한다는 의미의 일반 용어로, 거기에서 파생된 '인터넷'은 두 가지 의미가 있다. 전 세계를 연결하는 인터넷을 전신으로 하는 특정한 글로벌 네트워크. 고유 명사로 영어 대문자로 시작하는 Ther Internet또는 Internet으로 표기한다. 

다른 하나는 인터넷트워킹으로 구성되는 네트워크를 뜻하고, an internet으로 표기한다.

(The)Internet을 좁은 의미의 인터넷, an internet을 넓은 의미의 인터넷으로 부르기도 한다.

 

1.2.2. 네트워크와 인터넷의 관계

인터넷 전신인 ARPANET(Advanced Research Projects Agency NETwork)은 미국 국방성의 고등연구계획국이 자금을 대고, 몇 개 대학과 연구 기관이 공동으로 진행한 프로젝트이다. ARPANET은 패킷 통신 네트워크와 TCP/IP 실용화 등에서 오늘날 인터넷의 기술적 방향성에 영향을 주었다.

 

조직(AS)

인터넷은 전 세계 여러 조직의 네트워크가 서로 연결된 것으로, 조직의 네트워크 간 접속 정책은 인터넷의 공통된 규칙을 따르지만, 조직 내부를 어떤 정책으로 운용할지는 각 조직에게 달렸다.

 

이 조직 단위를 AS(Autonomous System)(자율 시스템)라고 한다. AS란 인터넷을 구선하는 단위인 어느 하나의 관리 주체로 보유, 운용되는 독립된 네트워크를 의미한다. 

 

AS가 많이 연결되어 인터넷을 형성한다. 이해하기 쉬운 조직의 예는 KT나 SKT, LG U+같은 인터넷 서비스 제공자(ISP)이다. 가정용 네트워크의 예처럼 랜에 연결된 단말기는 일반적으로 ISP를 통해 인터넷에 접속한다.

 

인터넷 특징 중 하나는 특정 관리 조직이 존재하지 않는다는 것이다. 인터넷에 포함되는 요소(규격이나 기술 등)를 관리하거나 표준화하는 단체는 있지만, 인터넷 자체를 관리하는 조직은 없다. 그렇기 때문에 인터넷에는 중심이 되는 것이 존재하지 않는다.

 

traceroute 명령어

traceroute(유닉스 계열 OS명령어, window는 tracert) 명령어는 실행한 컴퓨터에서 목적지 컴퓨터까지 가는 네트워크의 IP주소를 조사하는 도구이다.

traceroute google.com 명령을 실행하면 다음과 같이 터미널창에 뜨게 된다.

실행하는 컴퓨터에서 해당 서버에 이르는 경로가 목록으로 표시되는 것을 확인할 수 있다.

인터넷상에는 여러 라우터가 있고, 라우터를 몇 단계나 경유해야 통신이 연결된다는 사실을 알 수 있다.

명령어 실행 결과는 계약한 ISP에 따라 달라진다. 

 

1.2.3. 인터넷과 WAN의 차이

인터넷은 전 세계의 네트워크를 연결한 세계적 규모의 네트워크이다. 네트워크와 네트워크를 연결할 때 통신 사업자의 WAN 회선으로 연결한다. 지금까지 알아본 것처럼 거점과 거점을 연결하는 부분이 WAN이며, WAN으로 연결된 네트워크 전체가 인터넷이다.

 

 

1.2.4. 프로토콜

컴퓨터끼리 통신하려면 공통된 약속이 필요하다. 이 공통된 약속을 프로토콜이라고 한다.

여러가지 프로토콜이 있었지만, 지금은 TCP/IP 라는 것이 주류가 되었다.

왜 프로토콜이 필요할까? 만약 전구 소켓의 크기가 제조사마다 다르다면, 근처 상점에 우리집 규격에 맞는 전구가 없더나 크기가 달라서 사용하지 못하는 등 여러 문제가 발생할 수 있다. 또 같은 제조사더라도 생산하는 전구마다 크기가 제각각이면 더욱 규격을 알기 어렵다. 그래서 전자제춤에는 어느 정도 공통 규격이 있다. 이는 컴퓨터 네트워크에서도 똑같이 적용된다.