[CS] 컴퓨터 네트워크의 기본 개념

1️⃣인터넷과 프로토콜, 데이터 전송 방식(회선/패킷 교환)

🚀인터넷

인터넷은 전 세계적으로 연결된 네트워크의 집합으로, 

LAN 사이를 상호 연결하여 전 세계 규모로 확장한 네트워크이다.

인터넷은 종종 '네트워크의 네트워크' 또는 '세계에서 가장 큰 WAN' 으로도 불린다. 

 

🚀프로토콜

네트워크에서 데이터를 원활하게 주고받기 위해 통신에 참여하는 주체들(송신자, 수신자)가 따라야 하는 규칙을 의미한다.

즉, 데이터를 어떻게 포맷하고, 송수신하며, 오류를 감지하고 수정할지 등에 대한 약속이다.

 

🚀데이터 전송 방식

네트워크에서 데이터를 전달하는 방식에는 회선 교환과 패킷 교환이 있다. 

회선교환

• 통신이 시작되면 송신자와 수신자 간의 전용 회선을 설정하여 데이터를 전송하는 방식
• ex) 전화 통신 (전화 연결이 유지되는 동안 전용 회선이 사용됨)
• 장점: 데이터가 순서대로 도착하며, 일정한 대역폭 제공
• 단점: 회선이 점유되면 다른 통신은 불가능

패킷교환

• 데이터를 여러 개의 작은 패킷으로 나누어 개별적으로 전달한 후, 목적지에서 다시 조립하는 방식
• ex) 인터넷 통신 (웹 브라우저, 이메일, 스트리밍 등)
• 장점: 네트워크 자원을 효율적으로 활용 가능, 다수의 사용자가 동시에 통신 가능
• 단점: 패킷 손실 및 지연 발생

 

2️⃣네트워크 계층(TCP/IP, OSI 7계층), 캡슐화/비캡슐화

네트워크의 기능을 한 가지 프로토콜로만 구현하는 것은 어렵기 때문에 계층 구조를 사용한다.

 

OSI 7계층 모델 : 범용적인 네트워크 구조

TCP/IP 4계층 모델 : 인터넷에 특화된 네트워크 구조

 

🚀OSI 7계층 모델

OSI 모델은 각 계층이 독립적으로 동작하며, 하위 계층의 기능을 상위 계층에서 사용하도록 설계되었다.

7계층	응용 계층	애플리케이션 목적에 맞는 통신 방법 제공 (HTTP, FTP, DNS, SMTP)
6계층	표현 계층	애플리케이션 간의 통신에서 메시지 포맷 관리, 암호화/복호화, 압축/해제 (JPEG, MPEG, SSL/TLS)
5계층	세션 계층	애플리케이션 간의 통신에서 세션 관리 (RPC, NetBIOS)
4계층	전송 계층	애플리케이션 간의 통신 담당 (TCP, UDP)
3계층	네트워크 계층	호스트 간의 통신 담당 (IP, ICMP, ARP)
2계층	데이터 링크 계층	물리적 주소(MAC) 기반 데이터 전송 (Ethernet, VLAN)
1계층	물리 계층	비트 단위로 데이터 전송 (유선/무선 신호, 케이블)

 

🚀TCP/IP 4계층 모델

TCP/IP는 인터넷에서 실제로 사용되는 프로토콜 모델로, OSI 7계층보다 더 단순화된 형태이다.

응용 계층	7,6,5계층	HTTP, FTP, DNS, SMTP 등
전송 계층	4계층	TCP, UDP
인터넷 계층	3계층	IP, ICMP, ARP
네트워크 인터페이스 계층	2,1계층	Ethernet, Wi-Fi

 

🚀캡슐화/비캡슐화

캡슐화: 데이터를 송신할 때 각 계층별로 헤더를 추가하는 과정

비캡슐화: 데이터를 수신할 때 헤더를 제거하면서 원래 데이터를 복원하는 과

 

3️⃣네트워크 장비(L2/L3/L7 스위치, 라우터 등)와 역할

허브(Hub)	1계층(물리 계층)	모든 포트에 데이터 브로드캐스트
스위치(Switch, L2/L3)	2, 3계층	MAC 주소 기반 데이터 전송(L2), IP 기반 라우팅(L3)
라우터(Router)	3계층(네트워크 계층)	네트워크 간의 최적 경로 선택 및 데이터 전달
L7 스위치(Application Switch)	7계층(응용 계층)	HTTP/HTTPS 트래픽 로드 밸런싱

 

4️⃣네트워크의 분류(LAN, MAN, WAN)

🚀LAN (Local Area Network)

• 한정된 지역(학교, 사무실, 건물) 내에서 컴퓨터와 장비를 연결한 네트워크
• 유선 LAN(Ethernet)과 무선 LAN(Wi-Fi)으로 구성
• 속도가 빠르며 보안이 강하지만, 범위가 제한적임

🚀MAN (Metropolitan Area Network)

• 한 도시 또는 광역 지역을 연결하는 네트워크
• 여러 개의 LAN을 연결하여 큰 네트워크를 형성
• 일반적으로 케이블 TV망, 공공 와이파이 네트워크 등이 해당

🚀WAN (Wide Area Network)

• 지리적으로 먼 거리(국가 또는 전 세계)를 연결하는 네트워크
• 여러 LAN과 MAN을 연결하여 구성
• ex) 인터넷, 4G/5G 모바일 네트워크