컴퓨터 네트워크

컴퓨터 네트워크

컴퓨터 네트워크의 가장 기본적인 개념부터 인터넷을 움직이는 핵심 원리를 설명하는 글 입니다.

네트워크란?

네트워크는 간단히 말해 여러 장치가 서로 연결되어 데이터를 주고받는 시스템입니다. 이 시스템을 이루는 다섯 가지 핵심 요소가 있습니다.

• 단말장치 (Terminal) : 데이터를 보내거나 받는 PC, 스마트폰, 서버 같은 장비를 의미합니다.
• 네트워크 연결 장비 (Internetworking Device) : 단말기들을 서로 연결하고 데이터의 흐름을 제어하는 라우터나 스위치 같은 장비입니다.
• 정보 (Information) : 우리가 실제로 주고받는 내용물, 즉 텍스트, 이미지, 영상과 같은 데이터를 말합니다.
• 매체 (Medium) : 데이터가 지나가는 물리적인 통로입니다. 유선 케이블이나 무선 전파가 여기에 해당합니다.
• 프로토콜 (Protocol) : 장치들이 서로 오해 없이 통신하기 위해 정해놓은 ‘통신 규약’ 또는 약속입니다.

네트워크는 규모에 따라 크게 두 종류로 나뉩니다. 우리 집이나 사무실처럼 좁은 지역을 연결하는 것을 **LAN(Local Area Network)**이라 하고, 도시나 국가를 넘어 전 세계를 연결하는 거대한 망을 **WAN(Wide Area Network)**이라고 부릅니다. 인터넷은 수많은 LAN이 WAN을 통해 서로 연결된 거대한 집합체라고 할 수 있습니다.

OSI 7계층 모델

서로 다른 회사에서 만든 컴퓨터와 장비들이 문제없이 통신하려면 공통된 표준이 필요합니다. 이를 위해 국제표준화기구(ISO)에서 제정한 것이 바로 OSI 7계층 모델입니다. 이 모델은 네트워크 통신 과정을 7개의 단계로 나누어 설명합니다.

실제 인터넷에서는 TCP/IP 모델이 사용되지만, OSI 모델은 네트워크의 동작 원리를 이해하는 데 매우 중요한 개념적 틀을 제공합니다.

1. 물리 계층 (Physical Layer) : 데이터를 실제 전기 신호나 빛으로 변환하여 케이블을 통해 전송합니다.
2. 데이터링크 계층 (Data Link Layer) : 직접 연결된 두 장치 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 담당합니다.
3. 네트워크 계층 (Network Layer) : 데이터가 목적지까지 갈 수 있는 최적의 경로를 찾아주는 ‘라우팅’을 담당합니다. 우리가 아는 IP 주소가 이 계층에서 사용됩니다.
4. 전송 계층 (Transport Layer) : 데이터가 올바르게, 그리고 빠짐없이 전달되도록 관리합니다. 데이터 전송의 신뢰성을 보장하는 역할을 합니다.
5. 세션 계층 (Session Layer) : 두 컴퓨터 간의 통신 시작과 종료를 관리합니다.
6. 표현 계층 (Presentation Layer) : 데이터의 형식을 통일하고, 필요에 따라 데이터를 압축하거나 암호화합니다.
7. 응용 계층 (Application Layer) : 사용자가 직접 사용하는 이메일, 웹 브라우저와 같은 응용 프로그램이 네트워크와 소통할 수 있도록 돕습니다.

TCP/IP 모델

OSI 모델이 통신의 교과서라면, TCP/IP 모델은 실제 인터넷에서 사용되는 실용적인 표준입니다. 이 모델은 OSI 모델보다 구조가 단순하며, 크게 네 가지 계층으로 이루어져 있습니다.

• 네트워크 액세스 계층 : 물리적 연결과 직접적인 데이터 전송을 담당합니다. (OSI 1, 2계층)
• 인터넷 계층 : 데이터의 주소를 지정하고 경로를 설정합니다. (OSI 3계층, 핵심 프로토콜: IP)
• 전송 계층 : 데이터 전송의 신뢰성을 제어합니다. (OSI 4계층, 핵심 프로토콜: TCP, UDP)
• 응용 계층 : 사용자가 사용하는 서비스를 제공합니다. (OSI 5, 6, 7계층, 핵심 프로토콜: HTTP, FTP, SMTP)

TCP와 UDP

전송 계층에는 성격이 다른 두 가지 핵심 프로토콜이 있습니다.

• TCP (Transmission Control Protocol) : 데이터를 보내기 전에 상대방과 먼저 연결을 설정하는 연결형 프로토콜입니다. 데이터가 순서대로, 빠짐없이 전달되었는지 일일이 확인하므로 신뢰성이 높습니다. 이메일이나 파일 전송처럼 정확성이 중요할 때 사용됩니다.
• UDP (User Datagram Protocol) : 연결 과정 없이 데이터를 바로 보내는 비연결형 프로토콜입니다. 신뢰성은 보장하지 않지만, 과정이 단순해 속도가 매우 빠릅니다. 실시간 영상 스트리밍이나 온라인 게임처럼 약간의 데이터 손실이 있더라도 속도가 더 중요할 때 사용됩니다.

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정리

컴퓨터 네트워크의 기본 구성 요소부터 OSI 7계층, 그리고 실제 인터넷의 표준인 TCP/IP 모델까지 정리했습니다. 우리가 무심코 클릭 한 번으로 웹 페이지를 보는 순간에도, 이처럼 정교하게 설계된 계층과 프로토콜들이 쉼 없이 작동하고 있습니다. 이 기초적인 원리를 이해하는 것은 복잡한 네트워크 기술 이해에 도움이 됩니다.