네트워크란?
노드(node)와 링크(link)가 서로 연결되어 있거나 연결되어 있으며
리소스를 공유하는 집합을 의미
※ 참고
노드 : 서버, 라우터, 스위치 증 네트워크 장치를 의미
링크 : 유선 또는 무선을 의미
좋은 네트워크란?
많은 처리량을 처리할 수 있으며,
지연 시간이 짧고 장애 빈도가 적으며 좋은 보안을 갖춘 네트워크
- 처리량 (throughput) : 링크 내에서 성공적으로 전달된 데이터의 양을 의미.
보통 얼만큼의 트래픽을 처리했는지를 나타낸다.
'많은 트래핑을 처리한다 = 많은 처리량을 가진다'
(단위 : bps(bits per second, 초당 전송 또는 수신되는 비트 수)
- 트래픽 : 특정 시점에 링크 내에 '흐르는' 데이터의 양을 의미.
예를 들어, 서버에 저장된 파일을 클라이언트(사용자)가 다운로드할 때 발생되는 데이터의 누정량.
- 트래픽이 많아졌다 = 흐르는 데이터가 많아졌다.
- 처리량이 많아졌따 = 처리되는 트래픽이 많아졌다.
※ 대역폭
: 주어진 시간 동안 네트워크 연결을 통해 흐를 수 있는 최대 비트 수
네트워크 토폴로지와 병목 현상
네트워크 토폴로지(Network Topology)란?
노드와 링크가 어떻게 배치되어 있는지에 대한 방식이자 연결 형태를 의미
네트워크의 분류
- LAN : 근거리 통신망을 의미. 같은 건물이나 캠퍼스 같은 좁은 공간에서 운영됨.
전송 속도가 빠르고 혼잡하지 않다.
- MAN : 대도시 지역 네트워크를 나타내며, 도시 같은 넓은 지역에서 운영됨.
전송 속도는 평균이며 LAN보다는 더 많이 혼잡.
- WAN : 광역 네트워크를 의미. 국가 또는 대륙 같은 더 넓은 지역에서 운영됨.
전송 속도는 낮으며 MAN보다 더 혼잡.
네트워크 프로토콜 표준화
네트워크 프로토콜이란 다른 장치들끼리 데이터를 주고받기 위해 설정된
공통된 인터페이스를 말한다.
예를 들어, 웹을 접속할 때 쓰이는 HTTP가 있다.
'서로 약속된' 인터페이스인 HTTP라는 프로토콜을 통해
노드들은 웹 서비스를 기반으로 데이터를 주고받을 수 있다.
TCP / IP 4계층 모델
인터넷 프로토콜 스위트(Internet Protocl Suite)는 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를
주고받는 데 쓰이는 프로토콜의 집합이며,
이를 TCP/IP 4계층 모델로 설명하거나 OSI 7계층 모델로 설명하기도 한다.
이 계층들은 특정 계층이 변경되었을 때 다른 계층이 영향을 받지 않도록 설계되었다.
예를 들어, 전송 계층에서 TCP를 UDP로 변경했다고 해서
인터넷 웹 브라우저를 다시 설치해야 하는 것은 아니듯 유연하게 설계되었다.
각 계층을 대표하는 스택
애플리케이션(application) 계층
FTP, HTTP, SSH, SMTP, DNS 등 응용 프로그램이 사용되는 프로토콜 계층이며
웹 서비스, 이메일 등 서비스를 실질적으로 사람들에게 제공하는 층이다.
- FTP : 장치와 장치 간의 파일을 전송하는 데 사용되는 표준 통신 프로토콜
- SSH : 보안되지 않은 네트워크에서 네트워크 서비스를 안전하게 운영하기 위한
암호화 네트워크 프로토콜
- HTTP : World Wide Web을 위한 데이터 통신의 기초이자 웹 사이트를 이용하는 데 쓰는 프로토콜
- SMTP : 전자 메일 전송을 위한 인터넷 표준 통신 프로토콜
- DNS : 도메인 이름과 IP 주소를 매핑해주는 서버.
예를 들어, www.naver.com에 DNS 쿼리가 오면
[Root DNS] → [.com DNS] → [.naver DNS] → [.www DNS] 과정을 거쳐
완벽한 주소를 찾아 IP 주소를 매핑한다.
이를 통해 IP 주소가 바뀌어도 사용자들에게 똑같은 도메인 주소로 서비스할 수 있다.
전송(transfer) 계층
전송 계층은 송신자와 수신자를 연결하는 통신 서비스를 제공하고
연결 지향 데이터 스트림 지원, 신뢰성, 흐름 제어를 제공할 수 있으며
애플리케이션과 인터넷 계층 사이의 데이터가 전달될 때 중계 역할을 한다.
대표적으로 TCP와 UDP가 있다.
TCP
패킷 사이의 순서를 보장하고, 연결지향 프로토콜을 사용해서 연결을 하여
신뢰성을 구축해 수신 여부를 확인하며 '가상회선 패킷 교환 방식'을 사용한다.
- 가상회선 패킷 교환 방식 : 각 패킷에는 가상회선 식별자가 포함되며,
모든 패킷을 전송하면 가상회선이 해제되고 패킷들은 전송된 '순서대로' 도착하는 방식.
→ 3, 2, 1로 이루어진 패킷이 어떠한 회선을 따라 순서대로 도착한다.
UDP
순서를 보장하지 않고, 수신 여부를 확인하지 않으며
단순히 데이터만 주는 '데이터그램 패킷 교환 방식'을 사용한다.
- 데이터그램 패킷 교환 방식 : 패킷이 독립적으로 이동하며 최적의 경로를 선택하여 가는데,
하나의 메시지에서 분할된 여러 패킷은 서로 다른 경로로 전송될 수 있으며
도착한 '순서가 다를 수' 있는 방식.
→ 3, 2, 1로 이루어진 패킷이 순서도 다르고 어떠한 회선을 중심으로 가는 것이 아니라
따로따로 이동하며 순서도 다르게 도착한다.
TCP 연결 성립 과정
TCP는 신뢰성을 확보할 때 '3-way handshake'라는 작업을 진행
3-way handshake 과정 이후 신뢰성이 구축되고 데이터 전송을 시작한다.
참고로 TCP는 이 과정이 있기 떄문에 신뢰성이 있는 계층이라고 하며,
UDP는 이 과정이 없기 때문이 신뢰성이 없는 계층이라고 한다.
자세한 링크 : https://ummmmchicken.tistory.com/entry/Network-TCP%EC%9D%98-3-way-handshake%EC%99%80-4-way-handshake
TCP 연결 해제 과정
TCP가 연결을 해제할 떄는 '4-way handshake' 과정이 발생
인터넷(internet) 계층
인터넷 계층은 장치로부터 받은 네트워크 패킷을
IP 주소로 지정된 목적지로 전송하기 위해 사용되는 계층이다.
IP, ARP, ICMP 등이 있으며 패킷을 수신해야 할 상대의 주소를 지정하여 데이터를 전달한다.
상대방이 제대로 받았는지에 대해 보장하지 않는 비연결형적인 특징이 있다.
링크 계층
전선, 광섬유, 무선 등으로 실질적으로 데이터를 전달하며
장치 간에 신호를 주고받는 '규칙'을 정하는 계층이다.
네트워크 접근 계층이라고도 한다.
💡 OSI 7 계층과 TCP/IP 4계층의 차이점은 무엇일까?
TCP/IP 계층과 달리 OSI 계층은 애플리케이션 계층을 세 개로 쪼개고
링크 계층을 뎅터 링크 계층, 물리 계층으로 나눠서 설명하는 것이 다르며,
인터넷 계층을 네트워크 계층으로 부른다는 점이 다르다.
출처
- https://byjuun.com/post/69
- https://velog.io/@rlaghdtlr012/%EB%84%A4%ED%8A%B8%EC%9B%8C%ED%81%AC-%ED%86%A0%ED%8F%B4%EB%A1%9C%EC%A7%80-%EB%B3%91%EB%AA%A9%ED%98%84%EC%83%81
- https://simpleisit.tistory.com/8
- https://velog.io/@jehjong/%EA%B0%9C%EB%B0%9C%EC%9E%90-%EC%9D%B8%ED%84%B0%EB%B7%B0-TCPIP-4%EA%B3%84%EC%B8%B5
- https://mangkyu.tistory.com/15
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