[Network] 네트워크 개론

2024.07.04

 

네트워크란?

통신 분야에서는 단말기 등을 접속하기 위해 사용되는 단말기기, 선로 및 교환기 등으로 구성되는 전송매체

단말 사용자끼리 통신을 가능케 할 목적으로 연결해 놓은 단말, 링크, 노드의 집합
분산되어 있는 컴퓨터를 통신망으로 연결한 것

 

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네트워크를 왜 알아야 할까?

 

통신이나 데이터 교환

컴퓨터와 다른 장치들이 서로 통신하고 데이터를 교환할 수 있게 함

 

분산 시스템 및 클라우드 컴퓨팅

여러 컴퓨터가 네트워크를 통해 상호작용하며 하나의 시스템처럼 작동하는 기술
대규모 데이터 처리 및 저장 분석 등

보안

해킹, 데이터 유출, 피싱 등 네트워크를 통한 다양한 공격들이 존재
이를 방지하기 위한 네트워크 프로토콜에 대한 지식이 필요

 

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데이터 링크 계층 프로토콜

Ethenet

유선 네트워크에서 가장 널리 사용되는 기술로, LAN에서 데이터 전송을 위해 사용
데이터를 Frame이라는 단위로 나누어 전송
Frame은 MAC 주소, 데이터, 오류 검출 코드 등을 포함한다.
MAC 주소는 네트워크 인터페이스의 고유한 식별자로, 48bit로 구성되어 있으며, 네트워크 상에서 장치를 구별하는 데 사용한다.

Bridge

네트워크 세그먼트를 서로 연결해 주는 장치, 처리 방식 ➡ 소프트웨어 방식
하나의 네트워크망 안에서 서로 다른 LAN을 연결
MAC 주소 기반 필터링 기능을 통해 더 나은 대역폭을 제공하고 트래픽을 통제한다.

Switch

목적지의 MAC 주소를 가지고 있는 포트에만 프레임을 전송, 처리방식 ➡️ 하드웨어
단인 장치로만 데이터를 전송, 장치를 상호 연결하는 데만 사용
계층별로 구분 가능 (L2, L3, L4, L7)

 

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네트워크 계층 프로토콜

IP (Internet Protocol)

송, 수신 간의 패킷 단위로 데이터를 교환하는 네트워크에서 정보를 주고 받는 데 사용하는 통신 규약
호스트의 주소 지정과 패킷 분할 및 조립 기능을 담당

 

Network Address & Host Address 관리

서브넷

네트워크가 분할되어 나눠진 작은 네트워크

서브넷팅

서브넷을 만들기 위하여 네트워크를 분할

세브넷 마스크

서브넷팅을 하기 위하여 네트워크의 호스트 부분과 네트워크 부분을 나누는 역할

CIDR (Prefix)

서브넷 마스크를 간소화하여 표현
클래스 없는 도메인 간 라우팅 (IP 주소 할당)

Router

데이터 패킷이 네트워크를 통과하여 대상에 도달하는 경로를 선택
다양한 동적/정적 라우팅 프로토콜을 통하여 경로 탐색할 수 있다.
서로 다른 네트워크에 연결하고 인터넷을 구성하는 LAN, WAB 등 네트워크에서 네트워크로 데이터 전달

NAT (Network Address Translation)

외부 통신은 Private IP 주소로는 외부와 통신할 수 없으며, 공인 IP 주소로 통신 가능
Private IP를 Public IP로 변환해주고, 외부에서는 공인 IP처럼 확인
내부로 패킷이 접근되었을 때는 어떤 Private IP로 들어왔는지 확인 후 Private IP로 패킷 전달
일반적으로 라우터 등에 NAT 기능이 포함되어 있고, 그 중에 대표적인 게 공유기이다.

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전송 계층 특징

 

TCP (Transmission Control Protocol)

TCP는 인터넷과 같은 네트워크에서 데이터를 신뢰성 있게 전송하기 위해 설계된 연결 지향형 프로토콜이다.
TCP는 데이터 전송의 정확성과 순서를 보장하기 위해 여러 가지 메커니즘을 사용한다.

UDP (User Datagram Protocol)

UDP는 데이터를 빠르고 효율적으로 전송하기 위해 설계된 비연결형 프로토콜이다.
UDP는 데이터 전송의 신뢰성과 순서를 보장하지 않지만, 전송 속도와 효율성이 중요한 애플리케이션에 적합하다.

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응용 계층 프로토콜

HTTP

서버/클라이언트 모델에 따라 데이터를 주고 받기 위한 프로토콜, 결국 TCP/IP위에서 작동하는 프로토콜이다.
TCP/IP를 이용하는 응용 프로토콜
HTTP는 연결 상태를 유지하지 않는 비연결성 프로토콜
    - Cookie와 Session이 등장
    - 쿠키 : 사용자 식별, 비연결성과 비상태성을 보완해줌
    - HTTP는 연결을 유지하지 않는 프로토콜이기 때문에 요청/응답 방식으로 동작
암호화가 되지 않은 평문 데이터를 전송하는 프로토콜이기 때문에 HTTP로 비밀번호나 주민번호를 주고 받으면 3자가 가져갈 수 있는 mitm이 가능하다
    - 이후 보안을 위하여 HTTPS 등장