2. 네트워크의 구성(구성요소/접속형태)

1. 네트워크의 구성

네트워크 구성

집에서 쓰는 LAN의 구성: 인터넷 공유기를 중심으로 사설망을 구성, 기기들을 연결해서 사용

연결 방식: 유선/무선(LAN케이블이 필요하면 유선, 아니면 무선)

*인터넷 공유기-인터넷에 접속할 때 사용하는 브로드밴드 라우터(가정용 라우터), 요즘에는 라우터 기능+허브+스위치 허브+방화벽 기능들도 제공

 

네트워크 구성요소

네트워크: 컴퓨터<->접속장치<->전송 매체(케이블)

 

1) PC(컴퓨터나 서버): 네트워크로 다양한 데이터 송수신

 

2) 네트워크 접속 장치: 애플리케이션의 데이터를 전송하기 위한 장치

스위치-네트워크 내부에서 데이터 전송을 수행하는 장치

라우터-서로 다른 네트워크를 구분 짓고 연결하는 장치

 

3) 네트워크 전송 매체: 컴퓨터와 네트워크 접속 장치가 전송 매체에 의해 서로 연결된다

유선 전송 매체-케이블 (규격 맞춰서 사용)

무선 전송 매체-전파 (규격 따라 전파 파장이나 주파수 맞춰 사용)

 

 

2. 네트워크 형태

근거리 네트워크(LAN)

건물 안이나 특정 지역의 네트워크

유선 케이블/무선 송수신기 등으로 통신-지리적으로 제한된 곳에서 전자기기들을 연결

 

광역 네트워크(WAN)

두 개 이상의 근거리 네트워크를 넓은 지역에 걸쳐 연결하는 것

근거리 네트워크에 포함되지 않은 멀리 떨어진 컴퓨터 사이에서 통신하기 위함-통신사들의 ISP서비스를 이용

 

인트라넷

사설 네트워크

멀리 떨어져 있어도 사설 네트워크를 연결할 수 있다-대학교의 다른 캠퍼스 같은 경우에 사용

 

 

3. 네트워크 접속장치

1) LAN카드

컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드

두 대 이상의 컴퓨터로 네트워크를 구성하려는 목적으로 외부 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있게 한다

 

물리적 장치에 네트워크를 연결시키려면 반드시 랜카드가 하나 이상 필요하다

전송매체에 접속, 데이터 입출력, 송수신, 프로토콜 처리 기능 담당

각 LAN카드는 고유 식별 코드 가지고 있음(MAC주소): 앞의 24비트는 제조사, 뒤 24비트는 제품 일련번호

랜카드에 이상이 있거나 하면 인터넷이 끊기는데, ping 명령으로 네트워크 상태를 점검한다

 

2) 허브

여러 개의 입력 및 출력 포트가 있는 특수한 형태의 네트워크 장치

컴퓨터가 세 대 이상이라면 사용함. 두 대면 그냥 연결하면 된다

이더넷 케이블(UTP)을 사용하여 허브 포트에 연결하는 방식, 데이터를 받으면 연결된 모든 컴퓨터에 뿌린다

모든 입력과 출력이 서로 연결되어 있어 여러 개의 노드가 똑같은 중계기를 공유할 수 있다

 

더미 허브

대상 식별을 못하기 때문에 연결된 모든 컴퓨터에 데이터를 브로드캐스팅한다

데이터를 주고받을 수는 있지만 동시에 할 수는 없어서 스위치보다 느리다

단순한 만큼 저렴한 장점이 있다

 

단순히 데이터를 네트워크의 다른 컴퓨터로 전송하고 네트워크를 중계하는 역할만 함

네트워크의 전체 대역폭을 노드 수만큼 분할하여 사용함

그때문에 허브에 연결된 노드(컴퓨터) 수가 증가하면 네트워크 트래픽이 증가해 전송속도가 떨어짐

소규모 네트워크(10여대 이하)에서 사용

 

스위칭 허브

더미 허브의 문제를 해결한 접속 장치 (전체 대역폭을 컴퓨터 노드 수로 나눠서 사용하는 문제)

전송 기능 말고 수신지 주소로 스위칭하는 기능이 있음

노드들을 점대점으로 접속시키기 때문에 네트워크 효율이 좋음

100Mbps대역폭 이더넷에 5포트 허브로 컴퓨터 5대를 연결하면 각 컴퓨터는 100Mbps씩 받음

 

스태커블 허브

스택 접속 포트가 갖춰진 허브

허브와 허브 사이를 연결하여 용량 확장

중규모 이상의 네트워크를 구성할 때 이 허브를 여러 층으로 쌓아서 구성

일반 포트로 더미 허브를 연결한 것보다 빠르다 (각 허브 사이에 전송속도 균일)

*스태킹: 허브에서 제공하는 포트 수를 초과할 때는 두 대 이상의 장치가 필요한데, 이런 여러 장치를 하나의 시스템으로 관리하기 위해 여러 층으로 쌓아서 연결하는 기능 

 

인텔리전트 허브

신호 조절, 변경 등 지능형 기능을 포함한 허브

 

 

3) 스위치

컴퓨터에 할당되는 대역폭을 극대화하는 장치

허브와 달리 근거리 통신망이 제공하는 대역폭을 컴퓨터로 모두 전송한다

컴퓨터 수에 상관없이 보편적으로 100Mbps/1G/10G등 대역폭을 제공할 수 있다

수신 정보를 식별하여 원하는 곳에만 보낼 수 있다

 

4) 브리지

두 개 이상의 근거리 통신망을 연결하여 하나의 네트워크로 만들어 주는 장치

수신지 주소에 따라 특정 네트워크 트래픽만 통과시킬 수 있도록 설계된 특수 형태의 네트워크 스위치

근거리 통신망에서는 한 장치가 송신 중에 다른 장치도 송신하면 충돌이 나는데, 브리지로 그 문제를 해결한다

 

스위치와의 차이점: 브리지는 데이터 송수신 중 충돌을 방지하기 위해서 네트워크를 세그먼트 단위로 분할한다(스위치는 프레임 단위)

*세그먼트: 스위치로 구성된 가장 작은 규모의 네트워크

 

5) 게이트웨이

종류가 다른 두 개 이상의 네트워크를 상호 접속하여 정보를 주고받는 장치

접속할 수 있는 통신망: LAN, PDN(공중 데이터망), 공중전화 교환망(PSDN)

 

브리지와 차이점: 서로 다른 프로토콜 통신망 간에도 프로토콜 변환하여 정보 주고받기 가능

 

6) 중계기

접속 시스템의 수를 증가시키거나 네트워크 전송 거리를 연장하려고 사용하는 장치

네트워크에서 신호를 수신하여 증폭하고 다음 구간으로 재전송

보통 100m 이상일 때 사용해야 함(보통 UTP케이블 쓸 때, 광섬유 케이블일 때도 제한적이라 중계기 사용함)

데이터 내용을 변경하지는 않음

 

7) 라우터

서로 다른 네트워크 간에 통신하는 데 사용하는 장치

둘 이상의 네트워크를 연결하는 데 사용

구조가 다른 망을 연결할 수 있다(LAN MAN WAN 단위를 연결하는 데 이용)

IP주소를 바탕으로 경로 검사해서 효율적인 경로를 선택하는 라우팅 기능 수행

라우팅 테이블이 있어서 인터넷 상에서 수신지의 주소를 토대로 경로상의 다음 주소를 결정함

라우터 간의 정보를 동적으로 변경 가능

오류 패킷 폐기/혼잡 제어 기능 있음

논리 주소에 따라 네트워크 트래픽 방향 지정

 

스위치나 허브는 무선 신호를 전송하는 역할 AP가 필요한데, 라우터는 이미 있어서 AP필요없음

*AP: 무선 LAN카드로 서로 간의 네트워크를 연결하는 장치

 

공유기가 가정용 라우터

 

 

4. 네트워크 접속 형태

네트워크 구성=네트워크 토폴로지: 네트워크에 연결되어 있는 노드와 링크가 물리적/논리적으로 배치되어 있는 방식

*노드: 네트워크에 연결된 주소가 있는 통신 장치. 컴퓨터, 프린터, 복합기 등

 

네트워크 접속 형태는 상호 연결 방법(물리적인 배열X-성형 접속 형태라서 진짜 별모양이 아님)

 

점대점 관계: 노드들이 동등하게 링크를 공유함(링형, 그물형)

주종 관계: 한 노드는 전송 제어, 나머지는 제어 장치로 전송함(성형, 트리형)

둘 다: 버스형

 

 

1) 성형

가장 일반적인 네트워크 구성 형태, 허브가 노드 중앙에 있음

 

장점-설치비용 저렴, 유지보수나 확장이 용이, 링크 하나가 고장나도 다른 링크가 영향 받지 않음

단점-중앙 전송제어장치가 장애가 있으면 네트워크가 다운, 통신량이 많으면 지연, 케이블이 많이 들어감

 

2) 버스형

네트워크 노드와 주변 장치가 파이프 같은 일자형 케이블(버스)에 연결되어 있음

케이블이 중추 네트워크 역할, 케이블 양 끝에 터미네이터 장치가 있어서 신호가 다시 돌아오는 걸 막음

 

장점-설치 간단, 케이블 비용 적게 들어감, 중추 케이블 가장 효과적으로 설치 가능

단점-장비 수가 많아지면 네트워크 성능 저하, 중앙 케이블이 고장 나면 네트워크 전체가 다운, 재구성이나 결합/분리가 어렵다, 중계기를 사용해야 한다, 노드 케이블 쓰고 있으면 다른 노드가 기다려야 한다, 베이스밴드 전송 방식에서는 케이블 거리가 멀어지면 신호가 약해져서 중계끼를 사용해야 한다

*베이스밴드 전송 방식: 데이터를 전송할 때 신호를 변조하지 않고 그대로 보내는 전송 방식

 

3) 트리형

성형을 변형시켜서 트리 형태로 만든 형태, 중앙 허브에 2차 허브가 붙고 또붙고 하는 식

 

장점-제어가 간단하고 네트워크 확장 쉽다, 중앙에다가 더 많은 장비를 연결할 수 있어서 데이터 전송 거리 늘릴 수 있다, 컴퓨터 분리/우선순위 부여 가능

단점-중앙이 다운되면 전체 네트워크 다운, 부하 가능성 있음

 

4) 링형

노드가 링에 순차적으로 연결된 형태, 모든 컴퓨터를 하나의 링으로 연결한다

단순 링형(한 방향으로만 전송), 이중 링형(양방향 전송)이 있다

 

장점-구조 단순, 설치 재구성 쉽고 장애 복구 시간이 빠름, 케이블 비용 줄어든다, 한 장치가 이상하면 경보를 낼 수 있음

단점-새로운 장비를 추가하려면 링을 절단하고 넣어야 함, 하나가 다운되면 전체 네트워크 다운

 

5) 그물형

중앙 제어 노드가 없이 모든 노드가 점대점 형태로 연결

n(n-1)/2개의 물리적 채널 필요하지만 신뢰성이 높아서 중요한 네트워크에서 사용

 

장점-통신량 문제 해결, 한 링크가 고장나도 전체는 문제 없음, 전용선으로 모든 메시지가 전송해서 비밀 유지와 보안 좋음

단점-설치와 재구성 어렵고, 비용이 높게 든다

 

6) 혼합형

실제 네트워크에서는 혼합형을 쓴다

네트워크 서브넷이 서로 연결되어 규모가 큰 접속 형태가 되도록 여러 접속 형태를 결합한다

*서브넷: 대규모 네트워크를 구성하는 개별 네트워크