네트워크 1: 네트워크와 관련 기술

21 Jul 2024     #cs

네트워크 (Network)

두 대 이상의 컴퓨터를 연결하여 자원을 공유하는 것.

네트워크의 구성 형태 (Topology)

• 성형 (Star; 중앙 집중형): 중앙 컴퓨터가 있고 이를 중심으로 단말 장치들이 연결되는 형태.
• 링형 (Ring; 루프형): 컴퓨터와 단말 장치들을 서로 이웃하는 것끼리 연결시킨 형태. Point-to-point 방식.
• 버스형 (Bus): 하나의 통신 회선에 여러 대의 단말 장치가 연결된 형태.
• 계층형 (Tree; 분산형): 중앙 컴퓨터와 일정 범위의 단말 장치는 하나의 통신 회선으로 연결하고, 이웃하는 단말 장치는 일정 구역 내의 중간 단말 장치로부터 다시 연결하는 형태.
• 망형 (Mesh): 모든 지점의 컴퓨터와 단말 장치를 서로 연결한 형태. 노드의 연결성이 높음.
  • 노드 n개에 대해 n(n-1)/2개의 회선이 필요하고, 노드 당 n-1개의 포트가 필요함.

네트워크 분류

• LAN (Local Area Network; 근거리 통신망): 회사, 학교 등에서 비교적 가까운 거리의 프린터, 저장장치 등과 같은 자원을 연결.
  • 사이트 간 거리가 짧아 데이터 전송 속도가 빠르고, 에러 발생률이 낮음.
  • 주로 버스형이나 링형 구조 사용.
• WAN (Wide Area Network; 광대역 통신망): 국가-국가 혹은 대륙-대륙 등 멀리 떨어진 사이트를 연결하여 구성.
  • 사이트 간 거리가 멀어 통신 속도가 느리고, 에러 발생률이 높음.

NAT (Network Address Translation)

한 개의 정식 IP 주소에 대량의 가상 사설 IP 주소를 할당 및 연결하는 기능. 하나의 IP 주소로 외부에 접속할 수 있는 노드 수가 어느 시점에 1로 제한되는 문제가 있는데, IP 마스커레이드(Masquerade)를 이용해 해결 가능.

IEEE 802의 주요 표준 규격

IEEE 802는 LAN의 표준안임.

• 802.1: 전체 구성, OSI 참조 모델과의 관계, 통신망 관리 등에 관한 규약.
• 802.2: 논리 링크 제어 (LLC) 계층에 고나한 규약
• 802.3: CSMA/CD 방식의 매체 접근 제어 (MAC) 계층에 관한 규약
• 802.4: 토큰 버스 방식의 MAC 계층에 관한 규약
• 802.5: 토큰 링 방식의 MAC 계층에 관한 규약
• 802.6: 도시형 통신망 (MAN)에 관한 규약
• 802.9: 종합 음성/데이터 네트워크에 관한 규약
• 802.11: 무선 LAN에 관한 규약

IEEE 802.11의 주요 표준 규격

• 802.11: 2.4GHz 대역 전파와 CSMA/CA 기술 사용, 최고 2Mbps의 전송 속도 지원.
• 802.11a: 5GHz 대역 전파와 OFDM 기술 사용, 최고 54Mbps의 전송 속도 지원.
• 802.11b: 802.11의 개선안, 초기 대역 전파와 기술을 사용해 5배 개선된 최고 11Mbps의 전송 속도 지원.
• 802.11e: 802.11의 부가 기능 표준, QoS 기능 지원 위해 MAC 계층 부분을 수정함.
• 802.11g: 2.4GHz 대역 전파를 사용해 최고 54Mbps의 전송 속도 지원 (802.11a와 동일 수준).
• 802.11n: 2.4GHz와 5GHz 대역을 사용, 최고 600Mbps의 전송 속도 지원.

네트워크 경로 제어 (Rounting)

송/수신 측 간 전송 경로 중에서 최적의 패킷 교환 경로를 결정하는 기능.

• 경로 제어표 (Routing table)를 참조해서 이뤄지고, 라우터 (Router)가 수행함.
• 대표적 경로 제어 프로토콜: IGP, EGP, BGP

IGP (Interior Gateway Protocol)

하나의 자율 시스템 (AS) 내의 라우팅에 사용되는 프로토콜.

• RIP (Routing Information Protocol; 거리 벡터 라우팅 프로토콜): 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜.
  • 최단 경로 탐색에 Bellman-Ford 알고리즘 사용.
  • 소규모 AS 내 효율적인 방법
• OSPF (Open Shortest Path First protocol): RIP에서 기능을 개선한 인터넷 프로토콜.
  • 최단 경로 탐색에 Dijkstra 알고리즘 사용.
  • 대규모 네트워크에서 많이 사용.

EGP (Exterior Gateway Protocol)

AS 간 라우팅, 즉 게이트웨이 간 라우팅에 사용되는 프로토콜.

BFP (Border Gateway Protocol)

AS 간 라우팅 프로토콜. EGP의 단점을 보완. 초기에 라우터들이 연결될 때는 전체 라우팅 테이블을 교환, 이후에는 변화된 정보만을 교환함.

네트워크 흐름 제어 (Flow Control)

네트워크 내 원활한 흐름을 위해 송/수신 사이 전송되는 패킷의 양이나 속도를 규제하는 기능.

• 정지-대기 (Stop-and-Wait): 수신 측의 확인 신호(ACK)를 받은 후 다음 패킷을 전송하는 방식.
  • 한 번에 하나의 패킷만을 전송.
• 슬라이딩 윈도우 (Sliding Window): 수신 측의 확인 신호 없이도 송신 측에서 보낼 수 있는 패킷의 수를 미리 정해놓고, 그 수만큼 연속적으로 전송하는 방식.
  • 한 번에 여러 개의 패킷을 전송할 수 있어 효율적.
  • 보낼 수 있는 패킷의 최대치는 윈도우 크기 (Window size)를 의미함.