전기 통신

• 기본 요소
  • 송신기
  • 전달 매개체(매질)
  • 수신기
• 신호
  • 아날로그
    • 연속적인 값이기 때문에, 노이즈에 의해 영향을 받을 수 있다.
    • 즉, 값의 변화가 반영될 여지가 크다. 애초에 연속적인 값이기 때문.
  • 디지털
    • 불연속 적인 값
    • 인코딩을 통해 얻을 수 있음
    • 인코딩을 통해 얻기 때문에, 해당 규칙을 넘지 않는 경우 노이즈의 영향을 덜 받음
• 네트워크
  • 송신기, 수신기, 무선 전화기의 모임
  • 라우터
    • 맞는 사용자에게 전달하기 위한 장치
  • 리피터
    • 전기 신호를 노이즈로 부터 복원하고 증폭
  • 허브
    • 여러개의 포트를 가지고 있음
    • 랜케이블을 통해 여러 컴퓨터와 통신할 수 있음
    • 그래서 특정 포트로부터 데이터를 받으면, 다른 포트에도 받은 데이터를 전송함
  • 스위치
    • 위의 문제점을 개선한 장비

용어정리, 처음부터

• 네트워크와 인터넷
  • 네트워크
    • 두 대 이상의 컴퓨터를 연결한 것
  • 인터넷
    • 수억개의 컴퓨팅 장치를 연결하는 TCP/IP 프로토콜로 구현된 네트워크
  • 결론
    • 인터넷은 네트워크의 일종
    • TCP/IP 프로톨을 준수하는 네트워크
    • 이용하기 위해 웹브라우저 사용
• 패킷
  • 네트워크에서 정보를 주고 받는 단위
  • Package, bucket의 합성어
  • 쉬운 전송을 위해 데이터를 쪼갠 조각
  • 왜 쪼개는가?
    • 대역폭 때문
      • 대역폭 : 네트워크에서 수용가능한 최대 전송 속도로 정보를 전달할 수 있는 단위시간당 전송량
      • 결론 : 단위 시간당 전송량
    • 특정 데이터가 네트워크의 대역폭을 많이 점유하는 경우, 다른 패킷의 전송 흐름을 막을 수 있음
  • 그러면, 너트워크로 정보를 보낼 때, 패킷이라는 단위를 써서 쪼개서 전달하는 경우, 패킷이 섞여서 들어옴
  • 이 순서를 어떻게 맞출까?
    • 패킷의 구조
      • 헤더
        • 목적지
        • 주소
        • 순서
      • 데이터
      • 테일
        • 에러
    • 이렇게 패킷을 순서대로 받아서 목적지에서 재조립하여 데이터를 만든다.
• 네트워크의 범위
  • LAN
    • 근거리 통신망
    • 같은 건물 안을 범위로 하는 네트워크
    • 집, 사무실과 같은 공간에서 사용
    • 컴퓨터, 프린터와 같은 장치를 연결
  • MAN
    • 도시권 통신망
    • 서울시, 대학 캠퍼스 정도의 범위
  • WAN
    • 광역 통신망
    • 넓은 범위에 구축된 네트워크
    • 랜과 랜을 연결
    • 범위가 넓어 속도가 느리고 오류가 많다.
    • 인터넷이 여기에 속함

DMZ(Demilitarized Zone)

• DMZ
  • 내, 외부 네트워크 구간 사이에 위치한 중간 지점
  • 접근 제한을 수행
  • 외부 네트워크에서 직접 접근이 가능
  • 설명
    • 회사에서는 서비스를 제공하는 서버와 내부에서만 동작해야하는 서버가 있다.
    • 외부 접근 가능: 웹서버, DNS 서버, 메일 서버
    • 외부 접근 불가능: DB 서버
    • 외부에서 접근이 가능한 서버를 DMZ에 두고, 보호해야 하는 것을 내부 네트워크에 두어, 외부 침입을 제한하는 역할
    • 조금더 자세한 그림을 아래에 첨부한다.

• ISP
  • Internet Service Provider
  • 서비스를 제공하는 모든 제공자를 뜻한다.
• Gateway
  • 다른 네트워크로 들어가는 입구 역할을 하는 네트워크 포인트
  • 종류가 다른 네트워크 간의 통로 역할을 하는 장치
  • 프로토콜을 적절히 변환해주기도 함
  • 다른 언어를 사용하는 사람 사이의 통역가, 번역기라 생각
  • 톨게이트와 유사
    • 한국에서 일본으로 넘어가는 톨게이트가 있다 해보자.
    • 일본으로 넘어갈 때, 좌측 통행을 하는 규칙을 알려주고 적용하는 상황과 비슷
    • 여기서 그 규칙이 프로토콜을 변환하는 행위라 생각하면 된다.
  • 집에서 사용할 때 인터넷에 연결되는 과정을 보자
  • 컴퓨터 -> 공유기 -> 인터넷 제공 회사 라우터 -> 인터넷 망
  • 여기서 공유기와 인터넷 제공회사 라우터는, 인터넷 망에 연결되기 전에, 네트워크로 들어가기전 입구 역할을 하고 있다.
  • 이렇게 다양한 게이트 웨이를 거쳐야 연결이 될 수 있다.
  • 그래서 (1~3layer에서) 라우터가 이러한 역할을 많이 한다.
  • 지나는 게이트 웨이의 수를 hop count 라 한다. 이경우는 2이다.
• 서버 운영 용어
  • On premise
    • 서버를 운영하기 위해 서버를 사내 랙에 설치하거나 데이터 센터에 두는 방식
  • Cloud
    • 월 정액 기반으로 사용한 만큼 요금을 지불하는 방식
  • 선택 방법
    • 시스템 자원 사용량을 근간으로 가격을 책정하기 때문에, 잘생각
    • 하지만 시스템 설비를 책정할 때, 최대 용량을 기준으로 하기 때문에 비효율적

네트워크 통신 규칙

• 규칙은 필요하다.
  • 문제 없이 통신하려면 규칙이 있어야 함
  • 안전
  • 확신
  • 신속
  • 정확
  • 이런 약속을 프로토콜이라 함
  • 그리고 그 규칙은 하나만 존재하기 어려움
  • 패킷을 싸는 포장 방법과 푸는 방법에 대한 정의
    • 택배보면 데이터따라 다른 포장
    • 마찬 가지로 어떤 포장방법을 선택하는지 선택이 가능
    • 그게 프로토콜
    • 그러면 이런 프로토콜에 따른 포장을 바꿔주어야 하는 경우도 존재한다
      • 게이트웨이가 그 역할을 수행하는 경우가 있음
• 통신 규격 : OSI 모델
  • 이전에는 같은 회사의 컴퓨터 끼리만 통신이 가능했다.
  • 그랬기 때문에 어떠한 표준 규격의 필요성이 생긴 것.
  • OSI 모델을 적용한다면, 아래와 같이 7개의 계층에서 일하게 된다.

OSI 7 계층

• 통신 규격 : TCP/IP 모델
  • 인터넷 모델이라 불림
  • 응용, 표현, 세션 계층이 응용으로 합쳐짐
  • 물리, 데이터 링크 계층이 네트워크 접속 계층으로 합쳐짐
  • 총 4개의 계층

TCP/IP 모델

• 데이터 전송 과정
  • 송신측 : 상위 계층에서 하위 계층으로 데이터 전달
  • 수신측 : 하위 계층에서 상위 계층으로 데이터 수신
  • 각 계층은 독립적이고 전달 과정에서 다른 계층의 영향을 받지 않음

• 캡슐화, 역캡슐화
  • 데이터만 보내면 안된다.
  • 패킷이라는 단위를 통해서 전송하게 되는데, 이 때 헤더에 상대방에 대한 정보를 포함해야 한다.
  • 즉, 이 헤더를 통해 데이터의 내용, 성격을 식별할 수 있다.
  • 이렇게 데이터를 보내기 전에, 상위 계층의 통신 프로토콜 정보를 헤더에 담는 과정이 필요한데, 이를 캡슐화라 한다.
  • 그리고 수신 측에서 헤더를 제거하는 것을 역 캡슐화라 한다.

캡슐화 과정

• 캡슐화 과정
  1. 응용 계층 : 요청 데이터를 만든다.
  2. 전송 계층 : 전송된 데이터를 신뢰할 수 있는 통신(혹은 다른 규약을 사용)하여 헤더를 붙인다.
  3. 네트워크 계층 : 다른 네트워크와 통신하기 위한 헤더를 붙인다.
  4. 데이터 링크 계층 : 다른 물리적 통신 채널과 연결하기 위해 헤더와 트레일러를 붙인다.
• 통신 프로토콜
  • TCP : 데이터를 안전하게 전달하는 방법 정의 (전달)
  • IP : 데이터를 출발지에서 목적지 까지 가장 빠르게 전달하는 방법 정의 (네트워크)
  • 이더넷 : (데이터 링크, 물리)

Reference

• [하루 3분 IT] DMZ (Demilitarized Zone)
• 네트워크 통신 규칙