[Network] 네트워크 기본 개념 정리 (IP, Route, Subnet...)

💡 본 문서는 '네트워크 기본 개념'에 대해 정리해놓은 글입니다.
와이파이를 설정하거나 서버 및 네트워크에 접속하는 등 생활속이나 개발하는데에 있어 종종 네트워크의 기본개념이 활용됩니다. 관련 기초개념에 대해 자세히 다루었으니 참고하시기 바랍니다.

네트워크(Network) 란?

분산되어 있는 컴퓨터들을 자원이나 정보를 공유하기 위하여 통신망으로 연결한 것을 의미합니다. 프로토콜을 사용하여 데이터를 교환하는 시스템의 집합을 통칭하며, 전송 매체로 서로 연결된 시스템을 의미합니다.

1. 네트워크 활용의 장점과 단점

• 모든 종류의 물리적 및 논리적 자원을 공유할 수 있으므로 자원 활용이 극대화
• 병렬 처리가 가능해지고 성능이 향상
• 데이터의 중복 저장이 가능하므로 데이터 복구가 용이하고 신뢰성이 향상되지만 일관성 문제가 발생할 가능성
• 컴퓨터가 누구나 손쉽게 접근할 수 있어서 보안 문제 발생 가능성이 증가

2. 네트워크 기초용어

시스템

• 내부 규칙에 따라 능동적으로 동작하는 대상
• ex) 컴퓨터, 자동차, 운영체제, 프로세스 등

인터페이스

• 시스템과 시스템을 연결하기 위한 표준화된 접근 방법

전송매체

• 시스템끼리 데이터를 전달하기 위한 물리적인 전송 수단

프로토콜

• 전송 매체를 통해 데이터를 교환하기 위한 특정 규칙

인터넷

• ARPANET에서 시작된 세계 최대 규모의 컴퓨터 통신망
• 전세계 네트워크가 유기적으로 연결되어 동작하는 통합 네트워크

인트라넷

• 인터넷의 기술을 응용하는 기업 내 전용 컴퓨터 네트워크
• 기업의 각종 정보를 표준화하여 서버를 통해 공유하는 기업 내 인터넷

3. 시스템 구분

WAN(Wide Area Network)

• 멀리 떨어진 지역을 서로 연결

LAN(Local Area Network)

• 한정된 공간에서 네트워크를 구성한다

Ethernet

• 네트워킹의 한 방식. 네트워크를 만드는 방법 중 하나로 CSMA/CD 프로토콜로 통신
• 네트워킹 방식에 따라 랜카드를 포함하여 구입해야 하는 네트워크 장비들이 다름
• 이더넷 환경에서 통신을 원하는 pc나 서버는 네트워크상에 통신이 일어나는지 확인해야 함.
• 이더넷은 LAN 영역에서 사용하는 통신기술을 의미한다
• 이더넷 어댑터는 PC의 LAN 카드를 의미한다
• LAN 카드가 2개 있으면 이더넷 로컬 영역 연결 2와 같이 뜨기도 한다.

3. 시스템 구분

노드(Node)

• 인터넷에 연결된 시스템의 가장 일반적인 용어

호스트(Host)

• 컴퓨터 기능이 있는 시스템

클라이언트(Client)

• 서비스를 요청하는 시스템

서버(Server)

• 서비스를 제공하는 시스템

4. 네트워크 주소

네트워크 주소

• 네트워크 상에 존재하는 노드를 고유하게 식별

주소 종류

• MAC 주소
  • a) Link 계층에서 사용
  • b) LAN 카드에 내장
• IP 주소
  • a) Network 계층에서 사용
• 포트 번호
  • a) 전송 계층에서 사용
  • b) TCP와 UDP가 독립적으로 관리 (소켓 주소)
• 메일 주소
  • a) 메일 시스템에서 사용

2. TCP/IP

2. IP

a) 개념

• 인터넷 공간에서 자신의 PC가 사용하는 고유한 식별자이다
• 또한 인터넷 상에서 PC에서 다른 곳에 데이터를 보낼 때 송신의 주체이기 때문에 출발지 주소에 해당한다.
• IP Address는 현재 IPv4와 IPv6가 있고, IP 주소는 네트워크 주소 + 호스트 주소로 구성되어 있다.
  • IPv4 프로토콜
    • 32비트 크기의 주소 체계
    • 0.0.0.0 부터 255.255.255.255 까지 총 2의 32승만큼 주소값을 가질 수 있음
  • IPv6 프로토콜
    • 128비트 크기의 주소 체계
• IPv4 예시
  • 

IP주소 체계

• IP 주소에는 클래스 개념이 존재한다.
• 네트워크 크기에 따라 클래스 구분구분IP 주소의 첫번째 자리 범위 

  A 클래스	1~126
  B 클래스	128~191
  C 클래스	192~223

  ※ 127번은 127.0.0.1 번으로 사용하는 특별한 주소이다. 그래서 어떤 클래스에도 속하지 않는다. 본인이 사용하는 LAN카드 자신으로 루프백 주소라고도 한다.
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3) DNS(Domain Name Service)

• 호스트 이름과 IP 주소의 변환하는 역할
• IP 주소는 사용자가 기억하기 어려워 알아보기 쉬운 호스트 이름으로 서비스를 요청한다.

4) 서브넷(Serbnet)

서브넷팅(Subnetting)이란?

• 네트워크 관리자가 네트워크 성능을 향상시키기 위해, 자원을 효율적으로 분배하는 것이다.
• 여기서 자원을 효율적을 분배한다는 것은 네트워크 영역과 호스트 영역을 분할하는 것이다.
• 네트워크 측면에서 너무 큰 브로드캐스트 도메인은 네트워크 환경에서 패킷전송을 느리게하고 성능저하 이슈를 발생시킨다. 따라서 네트워크를 쪼개서 통신 성능을 보장하는 것이다.
• IP는 32자리 2진수로 표현할 수 있는데 이 말은 결국 최대 2의 32승만큼의 표현만 가능하고, 결국 자원의 한계가 존재한다는 것이다.
• 즉, 자원의 한계가 존재한다는 뜻이고 결국 제한적인 자원으로 인해 주소에 낭비 없이 아껴써야 한다. 이를 위해 등장한 것이 바로 서브넷마스크
• ※브로드캐스트 도메인 : 라우터와 네트워크 장비 없이 통신할 수 있는 영역

서브넷마스크

• IP 주소와 쌍을 이뤄 사용하는 개념이다.
• 정확히는 IP 주소를 이 서브넷 마스크를 이용해 표기한다.(서브넷마스크 표기법)
• 필요한 네트워크 주소만 호스트 IP로 할당 할 수 있게 만들어 네트워크 낭비를 방지한다.
• 아래 표에서 서브넷마스크 255와 대응되는 자리는 네트워크 ID 이고 0에 대응되는 자리는 호스트 ID라고 한다
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5) 게이트웨이(Gateway)

• 인터넷 공간에서 각기 다른 호스트 사이를 연결해주는 기능을 한다.
• 간단하게 말하면 무선공유기라는 말과 같다. 즉, 공유기를 통해 인터넷에 접속하는 관문과 같다.
• 게이트웨이는 다른 말로는 라우더라고도 한다.
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• 동일한 LAN선, wifi에 연결된 모든 기기의 네트워크 ID는 192.168.137로 동일하다. 이처럼 동일한 네트워크 ID를 공유하는 장치들의 공간을 LAN 영역(Local Area Network)이라고 한다.
• 해당 LAN 영역에는 무수한 host가 존재하고 해당 LAN 영역에 속해있는 호스트를 구분하는 식별자가 바로 호스트 ID이다.
• ※ 네트워크 ID가 다른 호스트 간에 연결되는 것 => 라우팅
  ※ 네트워크 ID가 같은 호스트 간에 연결되는 것 => 스위칭

라우터의 경로 선택

 

참고

• [Network] IP Address: https://nalt-it.tistory.com/56?category=750335
• [Network] 네트워크 기초 개념: https://hyuntaekhong.github.io/blog/Network/