컴퓨터 네트워크 - Introduction

컴퓨터 네트워크에 대한 지식을 복습하기 위해, 학교에서 수강했던 강의 내용을 정리하며 이곳에 포스팅하고자 한다.

What is the Internet?

Definition (Network)

Any interconnected group or system --Wiktionary

네트워크는 무엇인가 서로 연결되어 정보를 교환할 수 있는 구조를 말한다. 위 인용문과 같이 컴퓨터 관련으로 국한되어 있는 것이 아닌 전기, 생물학, 뉴런 등 넓은 범위를 포괄적으로 지칭하는 것이다. 우리는 이 중에서도 컴퓨터 네트워크에 대해 알아 볼 것이다.

View - 인터넷을 바라보는 관점

Service view

우리가 인터넷을 통해 무엇을 할 수 있는가?

1. 인터넷은 애플리케이션들에게 서비스를 제공하는 Infrastructure이며, 그 중에서는 Web, VoIP, email, games, e-commerce, social nets 등이 존재한다.
2. 인터넷은 애플리케이션들에게 프로그래밍 인터페이스 (소켓 등) 를 제공하는 Infrastructure이며, 이를 통해 궁극적으로 애플리케이션이 다른 Host와 연결할 수 있게 된다.

Nuts and bolts view

내부적으로 장치들이 어떻게 연결되어 있는가?

1. 전세계적으로 수백만 단위의 Host(end-system)들이 논리적으로 연결되어 있다. Host는 네트워크 애플리케이션 (독립적으로 실행할 수 없고, 외부와 상호작용이 필요한)을 실행하는 장치이고, (주체적으로 행동하는 장치이고, 끝단에 있기 때문에 이렇게 지칭한다.) 그들은 라우터나 스위치 등 다른 장치들을 통해 연결된다.
2. 장치들은 서로 광케이블, 구리 케이블과 같은 유선이나 와이파이, 위성과 같이 다양한 매체들로 연결되어 있고 이것을 Link라고 부른다.
3. Link는 단위시간 당 얼마나 많은 데이터를 보낼 수 있는지가 관건이고, 이것을 Bandwidth(대역폭) 이라 한다.
4. 일반적으로 Packet Switch 방식으로 구성되어 있는데, Host 가 전송할 데이터를 일정한 단위(packet)로 자르고 이것을 네트워크로 전송하는 것이다. 라우터나 스위치는 이 패킷을 목적지까지 계속 전달해주는 것이다.

더 넓게 바라봤을 때, 인터넷은 network of networks라고 불린다. 어떤 사용자가 스마트폰을 통해 유튜브 애플리케이션을 동작했다고 가정하자. 스마트폰 입장에서는 유튜브 서버로 요청을 보내고 받은 응답을 토대로 사용자에게 추천 동영상 등을 보여 줄 것이다. 더 내부적으로 보면 ISP의 Access Network를 통해 Network core로 패킷이 전송되고 수많은 라우터, 스위치 등 네트워크 장치들이 협력하여 해당 패킷을 유튜브 서버로 전송하기 때문에 가능한 것이다. 즉, 네트워크를 형성하기 위해 수많은 네트워크들이 협력하기 때문에 이렇게 불리는 것이다.

Protocol

앞서 수많은 네트워크 장치들이 협력한다고 하였다. 이 장치들은 여러 제조사의 다른 제품으로 구성되어 있을 것이다. 그렇기 때문에 이 장치들이 협력하기 위해선 약속, 즉 규격을 정해두고 두 장치가 같은 프로토콜을 사용해야 통신할 수 있다.

두 장치가 성공적으로 통신하기 위한 다음 세 가지 규칙이 있다.

1. What is communicated
2. How it is communicated
3. When it is communicated

이 규칙들을 통해 정해진 규격의 집합을 프로토콜이라고 한다.

Network Edge

• Hosts: clients and servers

  네트워크의 끝단에 있기 때문에 end-system(단말) 이라고도 불린다. 즉, 네트워크 애플리케이션을 구동하는 주체이다. (사용자의 컴퓨터, 유튜브 서버 등)

• 이 중에서도 서버는 일반적으로(물리적으로) 데이터 센터에 존재한다.

Access Networks

• 단말이 Network Core에 접속하기 위한 Network를 의미한다. 아래 그림에서 보라색 박스가 이에 해당한다.
• 유선 또는 무선의 Link를 통해 연결되어 있는 것을 확인할 수 있다.