[개발 공부 82일차] 네트워크의 구성 요소 3가지

<목차>
0. TL;DR
1. 컴퓨터
2. 전송 매체
3. 네트워크 장비
4. 정리

 

 

오늘은 네트워크의 기초 관련한 좋은 글을 읽게 되어 그 내용을 요약하려고 한다.

정말 일목요연하게 핵심 위주로 설명을 잘해두셔서 많은 부분을 그대로 작성하여 재구성하였다.

 

원본 링크: https://better-together.tistory.com/39

 

 

 

네트워크: 컴퓨터와 컴퓨터를 연결하여 데이터를 보내고(송신) 받을(수신) 수 있게 하는 시스템 (= 데이터 통신, 컴퓨터 통신)

 

 

네트워크의 구성 요소 3가지

컴퓨터 통신과 네트워크 구성 요소 3가지

 

1. 2대 이상의 컴퓨터 (컴퓨터 아이콘)
2. 데이터가 이동하는 통로인 전송 매체 (화살표 아이콘)
3. 데이터의 이동을 돕는 네트워크 장비 (클라우드 아이콘)
   : 데이터가 정확한 수신지에 도착할 수 있도록 도와주는 네트워크 장비들로 구성되어 있음

⇒ 위 3가지가 서로 연결되어 데이터 통신을 함

 

 

 

0. TL;DR

1. 컴퓨터
   : 데이터를 송신/수신하는 목적은 ‘데이터를 이용해 뭔가를 하기 위해서’임
   
   
2. 전송 매체
   1. 유선 전송 매체: 전기 신호로 데이터를 전송하는 케이블(전선)
   2. 무선 전송 매체: 전선 없이 공간을 이동하는 ‘전파’
3. 네트워크 장비
   : 데이터를 송신하는 컴퓨터에서부터 데이터를 수신하는 컴퓨터까지 데이터가 성공적으로 전송될 수 있도록 중간에서 돕는 중계 장치
   1. 스위치: 랜포트를 스위치(전환)하면서 데이터의 이동을 컨트롤해 스위치에 연결된 컴퓨터 중 정확한 수신지 컴퓨터에 데이터를 전송
   2. 라우터: 다른 네트워크에 속한 컴퓨터로 데이터를 전송. 데이터 송신지에서 수신지까지 가는 많은 루트 중에 ‘최적의 루트를 선택하는 경로 탐색기’, 즉 일종의 내비게이션 역할

 

 

 

1. 컴퓨터

컴퓨터가 데이터를 송신/수신하는 목적은 ‘데이터를 이용해 뭔가를 하기 위해서’다. 특정한 목적을 달성하기 위해 데이터를 주고받는 것.

 

특정한 목적에 사용하기 위해 만든 소프트웨어를 애플리케이션 소프트웨어 (Application Software, 응용 소프트웨어), 줄여서 ‘애플리케이션’이라고 한다. 스마트폰에서는 글자 일부를 뽑아 앱(App)이라고 부르기도 한다.

 

컴퓨터는 크게 하드웨어와 소프트웨어로 구성된다.

소프트웨어는 시스템 소프트웨어와 응용 소프트 웨어로 구분한다.

 

대표적인 시스템 소프트웨어에는 마이크로소프트의 윈도우, 애플의 맥 OS와 같이 하드웨어를 관리/제어 하는 운영체제가 있다.

 

응용 소프트웨어는 하드웨어를 건드릴 권한은 없고, 운영체제의 도움을 받아 사용자가 원하는 작업을 할 수 있도록 만든 것이다.

 

네트워크에서 통신의 주체는 컴퓨터에 설치된 애플리케이션이다. 결국 네트워크가 하는 일은 애플리케이션이 만들어진 목적에 따른 뭔가를 할 수 있도록 데이터를 주고받을 수 있는 환경을 제공하는 것이다.

 

 

 

2. 전송 매체

데이터가 이동하는 물리적인 통로인 전송 매체는 크게 2가지로 나눌 수 있다. 전송 매체에 따라 네트워크도 유선 네트워크와 무선 네트워크로 구분된다.

 

 

1) 유선 전송 매체

일반적으로 전기 신호로 데이터를 전송하는 케이블(전선)을 말한다. 컴퓨터를 인터넷에 연결할 때 사용하는 랜케이블(랜선)이 대표적인 전송 매체다.

 

컴퓨터나 네트워크 장비의 랜 포트에 랜케이블을 꽂아 서로 연결한 게 유선 네트워크다.

 

 

컴퓨터의 포트

 

포트(Port)는 하나의 장비와 다른 장비를 연결하기 위한 통로, 즉 물리적인 장비들을 서로 연결하는 외부 인터페이스('경계'를 의미)를 의미한다.

 

전 세계 어디서든 랜케이블과 랜포트를 연결해 네트워크를 만들 수 있도록 표준화된 규격을 정한 게 ‘이더넷 프로토콜(Ethernet Protocol)’ 혹은 이더넷 기술이다.

 

 

2) 무선 전송 매체

 

네트워크의 전송 매체

 

전선 없이 공간을 이동하는 ‘전파’다.

 

전파는 무선 랜 인터페이스를 갖춘 컴퓨터와 연결된다. 와이파이(Wi-Fi)로 인터넷에 집속할 수 있는 노트북, 태블릿, 스마트폰 등에는 무선 랜 인터페이스가 내장되어 있다.

 

 

 

3. 네트워크 장비

: 데이터를 송신하는 컴퓨터에서부터 데이터를 수신하는 컴퓨터까지 데이터가 성공적으로 전송될 수 있도록 중간에서 돕는 중계 장치

 

 

가장 기본적인 장비 2가지

1. 스위치: 여러 대의 컴퓨터를 연결해 하나의 네트워크를 만들고, 그 네트워크 안에서 데이터를 전송
2. 라우터: 네트워크와 네트워크를 연결해 서로 다른 네트워크 간에 데이터를 전송

 

 

1) 스위치

보통 하나의 랜포트로는 2대의 컴퓨터가 최대다. 그래서 3대 이상의 컴퓨터를 연결하기 위해선 여러 대의 랜포트를 가지고 있는 장비인 스위치가 필요하다. 몇십 개나 몇백 개의 랜포트를 제공하는 스위치도 있다.

 

 

전기 콘센트가 부족할 때 사용하는 멀티 탭처럼, 랜케이블을 꽂는 랜포트가 부족할 땐 스위치라는 장비를 사용해서 네트워크 라인을 분배한다. 스위치가 전기 공급 라인을 분배하는 멀티탭 같은 역할을 하는 것이다. 따라서 스위치에 랜케이블로 연결되어 있는 컴퓨터는 동일한 랜케이블에 연결되어 있는 것과 같은 취급을 받는다.

 

 

 

수신지 컴퓨터를 식별할 수 있는 스위치는 ‘스위치’란 이름처럼 랜포트를 스위치(전환)하면서 데이터의 이동을 컨트롤해 스위치에 연결된 컴퓨터 중 정확한 수신지 컴퓨터에 데이터를 전송한다.

1. ①번 컴퓨터가 ③번 컴퓨터를 수신지로 정하여 데이터를 보내면
2. ①번 랜포트로 데이터를 수신한 스위치가 데이터의 수신지가 ③번 컴퓨터인지 확인하고
3. ③번 컴퓨터가 연결된 ③번 포트로 데이터를 전송한다.
4. 즉, ① 포트의 데이터가 ③ 포트로 이동되어 컴퓨터로 전달된다.

스위치로 연결된 데이터는 해당 네트워크 안에서만 데이터를 전송할 수 있다.

 

 

2) 라우터

다른 네트워크에 속한 컴퓨터로 데이터를 전송한다.

 

거대한 네트워크에서 데이터가 길을 잃지 않고 정확한 수신지로 전송되는 것은 라우터가 수신한 데이터를 어느 네트워크로 전달할지 판단하는 경로(Route, 루트) 선택 기능이 있기 때문이다.

 

 

라우터는 데이터 송신지에서 수신지까지 가는 많은 루트 중에 ‘최적의 루트를 선택하는 경로 탐색기’, 즉 일종의 내비게이션 역할을 한다.

 

 

2-1) 무선 AP

: 유선 네트워크에 랜케이블 없이 무선으로 접속이 가능하게 만드는 네트워크 장비

 

 

(무선 기능이 있는) 무선 랜 인터페이스가 있는 노트북, 스마트폰 등의 컴퓨터가 유선 네트워크에 무선으로 액세스(접근)할 수 있도록 유선 네트워크가 무선 기능이 있는 컴퓨터 간에 데이터의 이동을 중개하는 역할을 한다.

 

무선 AP를 유선 네트워크를 구성하는 장비인 스위치나 라우터와 랜케이블로 연결하면 무선 AP의 일정 거리 안에 있는 컴퓨터는 무선으로 유선 네트워크에 접속할 수 있다. (e.g. Wi-Fi)

 

 

무선 AP가

1. 전기신호 → 전파
2. 전파 → 전기신호

로 변환하는 기능이 있기 때문에 전기신호를 전달하는 유선 네트워크와 전파를 전달하는 무선 네트워크 간에 데이터 전송이 가능해진다.

 

 

2-2) 인터넷 공유기

스위치, 라우터, 무선AP의 기능을 1대의 기기에 내장해 간편하게 집이나 사무실에서 소규모 네트워크를 구축하는 데 사용되는 것이 ‘인터넷 공유기(가정용 라우터)’다.

 

 

 

4. 정리

위 설명들을 요약하면 이 사진과 같다.

 

네트워크는 네트워크의 3가지 요소(컴퓨터, 전송 매체, 네트워크 장비)를 서로 연결한 것이다.

 

 

여기서 다음과 같은 의문이 생길 수 있다.

컴퓨터가 만드는 데이터는 0과 1로 구성된 디지털 데이터다. 근데 컴퓨터와 데이터를 주고받는 전송 매체는 전기 신호(랜케이블)나 전파의 형태로 데이터를 전송한다.

 

랜카드

 

이걸 가능하게 하는 게 바로 랜카드다.

랜카드는 NIC(네트워크 인터페이스 카드), 네트워크 어댑터, 이더넷 어댑터 등 다양한 이름으로 불린다.

 

 

랜카드

컴퓨터의 본체를 열어보면 랜포트는 랜카드의 구성 부분임을 알 수 있다. 컴퓨터에 랜카드를 장착했기 때문에 랜포트라는 외부 인터페이스가 생긴 것이다.

 

랜카드가 컴퓨터의 전송 매체의 경계에서 둘을 물리적으로 연결하는 역할을 하기 때문에 네트워크를 연결하려는 컴퓨터엔 반드시 하나 이상의 랜카드가 있어야 한다. 랜카드가 컴퓨터와 네트워크의 연결을 담당하기 때문에 랜카드의 다른 이름이 NIC(네트워크 인터페이스 카드)다.

 

 

네트워크 인터페이스로써 랜카드가 하는 중요한 역할은 ‘0’과 ‘1’로 이뤄진 디지털 데이터를 전기 신호로 변환 → 전기 신호를 다시 디지털 데이터로 변환하는 작업을 한다. 이러한 변환 작업으로 인해 서로 다른 형태(전파, 디지털 데이터)의 데이터 전송이 가능한 것이다.

 

노트북은 무선 랜카드라는 무선 랜 인터페이스가 내장돼 있어서 무선 네트워크에 접속이 가능한 것이다.

 

 

사용자 인터페이스 & 네트워크 인터페이스

 

사용자 인터페이스?

: 컴퓨터가 만든 디지털 데이터를 사람이 이해할 수 있는 텍스트나 이미지로 변환해 사람이 사용하기 편리한 환경을 제공하는 것

 

 

(랜카드의) 네트워크 인터페이스?

: 컴퓨터가 만든 디지털 데이터를 전송 매체가 전달할 수 있는 전기 신호나 전파로 변환해 네트워크에서 데이터 통신이 가능한 환경을 제공하는 것

 

 

인터페이스?

: 서로 다른 두 시스템, 장치, 소프트웨어를 서로 이어주는 부분. 혹은 그런 접속 장치

 

 

인터페이스의 핵심은 ‘서로 다른 것’을 연결하는 데 있다.

서로 다른 컴퓨터와 사용자, 서로 다른 컴퓨터와 네트워크를 이어주기 때문에 사용자 인터페이스, 네트워크 인터페이스라고 하는 것이다.