02. 거시적인 관점에서 네트워크
🌏 01. Intro
: 안녕하세요, 삐약 은지입니다 😊
오늘은 거대한 네트워크의 세계로 깊이 들어가기 전에,
먼저 전체적인 큰 그림을 그려보려고 합니다
그럼 이제 네트워크를 거시적인 관점에서 한 번 살펴보러 가볼까요??
🌏 02. 네트워크는 그래프 구조
: 네트워크의 기본 구조는 하나의 그래프(graph) 형태로 볼 수 있습니다 🤔
여기서 그래프란,
여러 개의 노드(Node) 와
그 노드들을 서로 이어 주는 간선(Edge) 으로 이루어진 구조를 의미합니다
따라서 네트워크는
정보를 주고받는 장치에 해당하는 ‘노드’와,
그 장치들을 연결하는 유·무선 통신 매체인 ‘간선’의 구조로 이루어져 있다고 볼 수 있습니다
🌏 03. 호스트
: 이제 네트워크를 조금 더 자세히 살펴보겠습니다
앞서 네트워크는 그래프 구조로 이루어져 있다고 했습니다
그렇기에 그래프에는 가장자리(끝)에 위치한 노드가 존재하게 될 것입니다 🤔
네트워크에서 이러한 가장자리(끝)에 위치한 노드를 호스트(Host) 라고 부릅니다
(쉽게, 호스트란 데이터의 출발지 또는 목적지 역할을 하는 장치를 말합니다)
호스트는 네트워크를 통해 전달되는 정보를
처음으로 생성하여 전송하거나, 최종적으로 수신합니다
(사진에서는 컴퓨터, 스마트폰이 바로 호스트에 해당한다고 볼 수 있습니다)
또한 호스트는 네트워크의 끝단에 위치한다는 의미에서
종단 시스템(End System) 이라고도 불립니다
호스트는 네트워크 상에서 특정한 역할을 수행하기도 합니다
대표적인 역할이 바로 서버(Server) 와 클라이언트(Client) 입니다
서버는 네트워크를 통해 특정 서비스를 제공하는 호스트입니다
반대로 클라이언트는 서버에게 서비스를 요청하고, 그에 대한 응답을 전달받는 호스트입니다
여기서 ‘서비스’란 파일 전송(파일 서버), 웹 페이지 제공(웹 서버)과 같은 형태가 될 수 있습니다
핵심은 서버와 클라이언트는 요청과 응답을 주고받는 역할의 차이일 뿐,
두 개 모두 네트워크상에서는 호스트(Host) 라는 점! 😊
🌏 04. 중간 노드 (네트워크 장비)
: 사실 네트워크 노드는 호스트만 존재하는 것은 아닙니다 😮
노드, 즉 호스트 간 정보를 주고받을 때 정보가 중간에 거치는 노드도 존재합니다
저희는 이제부터 이러한 중간에 해당하는 노드들을
'네트워크 장비'라고 통칭하겠습니다
그렇다면 왜 네트워크 장비가 필요할까요?
그 이유는 호스트 간 주고 받는 정보를 원하는 수신지까지
안정적이고, 안전하게 전송하기 위함입니다 (간단하죠?? 🙂
🌏 05. 통신 매체
: 다음으로는 통신 매체에 대해 살펴보겠습니다
그래프는 노드와 이를 연결하는 간선으로 이루어져있으며,
네트워크는 그래프 구조라고 했었습니다
때문에 그래프도 호스트와 네트워크 장비를 유무선 매체를 통해 연결해주어야 합니다
여기서 각 노드(장치)를 연결하는 간선(유무선 매체)을 통신 매체라고 합니다
통신 매체는 크게 2가지 형태로 아래와 같습니다
① 유선 매체: 노드들을 유선으로 연결하는 통신 매체
② 무선 매체: 노드들을 무선으로 연결하는 통신 매체
🌏 06. 메시지
: 저희는 방금 노드와 이를 연결하는 통신 매체(간선)까지 살펴보았습니다
이제 이 통신 매체를 통해 노드 사이에 정보가 오갈 수 있습니다
이때 네트워크에서 전달되는 정보를 일반적으로 메시지(Message) 라고 부릅니다
🌏 07. 네트워크 구성요소
: 따라서 정리하면 네트워크는
네트워크는 가장자리 노드인 호스트, 중간 노드인 네트워크 장비,
노드들을 연결하는 간선인 통신 매체, 노드들이 주고받는 정보인 메시지로 구성되어있습니다
그리고 이러한 구성 요소들을 이용하여
그래프 구조로 만든 것이 바로 네트워크라는 것을 알 수 있습니다 😊
🌏 08. 범위에 따른 네트워크 분류
: 그런데 네트워크 요소들을 통해 네트워크를 만들었을 때,
네트워크의 범위는 어느정도일까요?
사실 네트워크의 범위는 정말 다양한데요 🤔
때문에 네트워크를 범위에 따라 분류하는 기준이 존재합니다
여기서는 간단하게 크기순으로 정리하면 아래와 같습니다 (WAN>MAN>CAN>LAN)
① LAN(Local Area Network): 가까운 지역을 연결한 근거리 통신망
② CAN(Campus Area Network): 학교 또는 회사의 여러 건물 단위로 연결한 통신망
③ MAN(Metropolitan Area Network): 도시(지역)나 대도시 단위로 연결한 통신망
④ WAN(Wide Area Network): 국가/대륙 단위로 먼 지역을 연결하는 광역 통신망
여담으로 인터넷이 WAN으로 분류됩니다
🌏 09. 메시지 교환방식에 따른 네트워크 분류
: 다음으로 알아볼 마지막 내용은
호스트들이 네트워크를 통해 어떤 방식으로
메시지를 주고받는지에 대해 알아보려고 합니다
네트워크로 메시지를 주고받는 방식은 대표적으로 크게 2가지로 나눌 수 있습니다
① 회선 교환 방식
: 위 방식을 사용하는 네트워크를 "회선 교환 네트워크"라고 함
② 패킷 교환 방식
: 위 방식을 사용하는 네트워크를 "패킷 교환 네트워크"라고 함
우선 회선 교환 방식에 대해 살펴보겠습니다
회선 교환 방식은 메시지 전송로인 회선을 설정하고
이를 통해 메시지를 주고 받는 방식입니다
회선 교환 네트워크에서는
호스트들이 메시지를 주고받기 전에 두 호스트를 연결한 후,
연결된 경로로 메시지를 주고받습니다
이때 회선 교환 네트워크가 올바르게 동작할 수 있도록
호스트 간의 회선을 적절하게 설정해야하는데요 🤔
이를 위해 사용하는 회선 교환 네트워크 장비가 바로 회선 스위치 입니다
→ 회선 스위치는 호스트 사이에 일대일 전송로를 확보하는 네트워크 장비입니다
다만 회선 교환 방식에는 한 가지 문제가 존재합니다
가능한 모든 회선에 끊임없이 메시지가 흘러야 회선의 이용 효율이 높아지는데,
위 방식은 회선을 점유하기에 메시지를 주고받지 않으면 이용 효율이 낮아지게 됩니다
즉, 예를 들어 A,B 회선을 점유하여 연결만 된 채로 메시지를 주고받지 않는다면
회선(붉은 선)에는 어떠한 메시지도 흐르지 않게됩니다
결국 호스트 C가 A에게, 호스트 D가 B에게 메시지를 보내고 싶어도
보낼 수 없는 상황이 발생하게 됩니다
그래서 이러한 문제점을 해결하고자 나온 방식이 바로 "패킷 교환" 방식입니다
위 방식은 네트워크에서 메시지를 패킷 단위로 쪼개어 송수신하는 방법으로,
현대 인터넷은 대부분 패킷 교환 방식을 이용합니다
(쉽게, 패킷은 택배와 비슷한 개념입니다)
패킷 교환 네트워크는 회선 교환 네트워크와는 달리 메시지를 송수신하는 두 호스트가
하나의 전송 경로를 점유하지 않기에 네트워크 이용 효율이 상대적으로 높다는 장점이 있습니다
참고로 패킷 교환 네트워크도 회선 교환 네트워크와 마찬가지로
패킷이 수신지까지 올바르게 도달할 수 있도록 최적의 경로를 결정하거나
패킷의 송수신지를 식별하는 패킷 스위치가 존재합니다
(대표적인 패킷 스위치 네트워크 장비로는 라우터와 스위치가 존재합니다)
패킷 교환 네트워크는 글이 길어질 것 같아서 간단히 정리하면,
패킷 교환 네트워크에는 아래와 같은 요소가 존재합니다
(자세한 내용은 영상 참고: [네트워크 기초 강의] 4강. 주소와 송수신지 유형에 따른 전송 방식)
① 페이로드(Payload): 패킷을 통해 전송하고자 하는 데이터
② 헤더(Header): 패킷 앞에 포함 되는 정보
③ 트레이러(Trailer): 패킷 뒤에 포함 되는 정보
🌏 10. 마무리
: 지금까지 네트워크를 거시적인 관점에서 빠르게 살펴보았는데요 🤔
위 내용을 간단하게 요약하면 아래와 같습니다
① 네트워크 구성요소: 호스트, 네트워크 장비, 통신 매체, 메시지
② 범위에 따른 네트워크 분류: WAN > MAN > CAN > LAN
③ 메시지 교환방식에 따른 네트워크 분류
ⓐ 회선 교환 방식
ⓑ 패킷 교환 방식
다음 시간에는 미시적인 관점에서 네트워크를 살펴보도록 하겠습니다
그럼 모두 안녕~👋
▶ 참고 서적: 혼자 공부하는 네트워크
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