11. 네트워크 계층구조와 기본 장비들

boseong_Park 2022. 9. 6. 10:36

지난 포스팅에선 운영체제의 핵심 기능에 대하여 정리하였다.

이번 포스팅에선 네트워크의 계층구조와 기본 장비들에 대하여 정리하겠다.

1. 네트워크란?
- 정보를 전달하기 위한 기반 인프라
- 두 대 이상의 컴퓨터를 유선 혹은 무선으로 연결하여 자원을 공유하는 것

2. 네트워크 유형

2.1 LAN(근거리 네트워크):
● 건물 내 같은 작은 규모의 네트워크
  ● 전송속도가 빠르고 에러 발생율이 낮다
  ● 종류:
  버스형, 링형, 스타형, 계층형, 메쉬형-->토폴로지(네트워크를 구성하는 노드와 노드간의 연결 상태에 대한 배치)에

따라 결정됨

2.2 MAN(도시지역 네트워크):
● LAN에 비해 넓고 WAN에 비해 좁은 네트워크

2.3 WAN(광대역 네트워크):
  ● 국가와 국가, 지역과 지역을 연결
  ● 라우팅 알고리즘이 필요
  ● LAN대비 에러율이 높고 전송 지연이 크다

3. 데이터 교환 방식
3.1 패킷 교환 방식:
  ● 전송할 데이터를 일정 크기의 패킷으로 분할하여 전송
  ● 현재 컴퓨터 네트워크에서 주로 사용하는 방식
  ● 하나의 회선을 여러 사용자가 공유하므로써 회선 이용이 높고, 통신량의 제어를 통해 네트워크 망의 안정성을

높일 수 있다.
● 대부분의 공중 데이터 교환망에 이용된다

3.2 회선 교환 방식(서킷 교환 방식):
● 물리적 전용선을 활용하여 동일 경로로만 전달
● 대역폭(데이터를 동시에 전송할 수 있는 양)이 고정되어 안정적인 전송률 확보 가능

4. OSI 7계층(물데네전/세표응): - ISO에서 개발한 네트워크 계층 표준 모델

- 각 계층은 하위 계층의 기능을 이용하여 상위 계층에 기능을 제공한다

- 지금 바로 주요장비와 프로토콜까지 같이 외울 필요는 없다. 지금 단계에선 1~7계층의 이름과 순서, 전송 단위,

하위or상위 계층인지만 암기하자

- 주요 장비에 대해서는 계층에 대한 설명 바로 뒤에, 프로토콜에 대한 설명은 다음 포스팅에서 설명할것이다.

계층 - 계층 이름(주요장비 및 주요 프로토콜)

1계층 - 물리 계층(허브, 리피터/비트)
● 실제 비트 정보가 흐르는 물리적 통로로 비트 단위의 정보들을 전자기적 신호나 광신호로 전달

2계층 - 데이터 링크 계층(브릿지, 스위치/프레임)
● 물리적으로 연결된 시스템 양단에 신뢰성 있는 전송을 제공

3계층 - 네트워크 계층(라우터, IP/패킷)
● 다수의 중계 시스템 중 올바른 경로를 선택하도록 지원(=라우터의 역할) - 전송 계층(TCP, UDP/세그먼트)
● 송신, 수신 프로세스 간의 연결
● 종단 시스템 간에 투명한 데이터 전송을 가능하게 함

---------------------------------------------------------------------하위계층
---------------------------------------------------------------------상위계층

4계층 - 세션 계층(호스트(PC)/데이터)
● 세션이란 두 이용자 사이의 연결을 의미
● 개체들 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당하는 계층
● 송신, 수신간의 논리적 연결
● 통신시스템 간의 상호작용, 동기화, 프로세스간 동기제어 기능을 수행

5계층 - 표현 계층(호스트(PC)/데이터)
● 코드 문자를 번역하여 일관되게 전송
● 세션 계층과 응용 계층 사이의 번역을 담당
● 세션계층에서 받은 데이터를 응용계층에 적합한 형태로 변환하고 응용계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에

보내기 전에 통신에 적당한 형태로 변환
● 압축, 해제, 보안 기능 담당

6계층 - 응용 계층(호스트(PC)/데이터)
● 사용자에게 편한 환경 제공(이메일, 웹)
● 사용자가 OSI에 접근할 수 있도록 해줌
● 전자 사서함(SMTP), 파일 전송(FTP), 원격 접속(TELNET) 등의 서비스 제공

5. 네트워크 주요 장비
5.1 물리계층 장비
5.1.1 허브
● 여러 대의 컴퓨터를 연결하여 네트워크로 보내거나 하나의 네트워크로 수신된 정보를 여러 대의 컴퓨터로

송신하기 위한 장비
● 신호 증폭 기능 등의 리피터의 역할도 포함하는 네트워크 관련 장비
● 종류:
(1) 더미 허브:
- 데이터를 단순히 연결한 성형 구조로 구성되어있는 허브
- LAN이 보유한 대역폭을 컴퓨터 수 만큼 나누어 제공
- EX) 100MBPS 보유, 10대의 컴퓨터 --> 1대의 컴퓨터당 10MBPS씩

(2) 스위치 허브:
- 네트워크 상에 흐르는 데이터의 유무 및 흐름을 제어하여 각각의 노드가 허브의 최대 대역폭을 사용할 수

있는 지능형 허브이다.
- EX) 100MBPS 보유, 10대의 컴퓨터 --> 1대의 컴퓨터당 100MBPS씩

5.1.2 리피터:
■ 감쇠된 전송 신호를 증폭시켜주는 역할을 하여 신호가 약해지지 않고 컴퓨터로 수신되도록 한다.

■ 디지털 신호의 장거리 전송을 위해 전송 신호를 새로 재생시키거나 전압을 높여 주는 물리적 계층의

기능만을 수행한다

5.2 데이터링크 계층 장비
5.2.1 브리지, 스위치:
● 두 시스템을 연결하는 네트워킹 장치
● 두 개의 LAN을 연결하여 더 큰 LAN을 만든다

- Store and Forwarding:
데이터를 전부 받은 후 다음 처리를 진행
- Cut Through:
데이터의 목적지 주소만 확인 후 바로 발송하는 방식
- Fragment Free:
위 두 방식의 장점을 결함한 방식

5.3 네트워크 계층
5.3.1 라우터:
● 망 연동 장비
● 데이터 전달을 위한 최적의 경로 설정

5.4 기타 장비
5.4.1 게이트웨이:
● 프로토콜 구조가 전혀 다른 네트워크의 연결을 수행함

(다른 종류의 네트워크등에 접속하여 정보 공유를 가능하게 해줌)

5.4.2 NIC:
● 외부 네트워크와 접속하여 가장 빠른 속도로 데이터를 주고받을 수 있게 컴퓨터 내에 설치되는 장치

(--> 보다 빠른 전송을 위해 데이터를 인코딩하고 압축한다)
● 물리 계층과 데이터 링크 계층 모두를 지원함

이번 포스팅에선 네트워크의 계층구조와 기본 장비들에 대하여 정리하였다.

다음 포스팅에선 네트워크의 프로토콜에 대하여 정리하며 정보처리 기능사에 대한 정리를 마치겠다.

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