[네트워크] 네트워크(Network)의 주요 구조와 필요성

네트워크(Network)란?

네트워크는 컴퓨터 분야에서만 사용하는 특별한 말은 아닙니다. 저는 실제로 인간관계에 대해서도 네트워크, 네트워킹 이란 말을 많이 사용하는 편입니다. "관계를 맺다"라고 주로 사용하는 편인 것 같아요 :)

 

지금은 IT 분야에 대해서 공부하고 있으니 컴퓨터 간의 네트워크를 연결한 컴퓨터 네트워크에 대해 알아보겠습니다.

❓네트워크를 왜 공부해야 하나?
웹 사이트에 문제가 생겨 접속이 되지 않더라고 원인이 무엇이고, 어디에서 문제가 발생했는지 스스로 찾아낼 수 있음!!

네트워크는 다양한 기능(여러 계층의 레이어 형태)이 결합되어 있습니다.
이 계층 구조를 이해하면,
문제가 발생한 원인을 파악할 수 있어 네트워크 장비의 문제인지.. 애플리케이션의 문제인지 판단이 가능합니다.

네트워크의 정의

네트워크(Network)는 두 대 이상의 컴퓨터, 서버, 라우터, 스위치 등의 장비들이 서로 연결되어 데이터를 주고받을 수 있는 통신 시스템을 의미합니다. 이러한 연결을 위해 다양한 통신 프로토콜이 사용되며, 그 규모에 따라 소규모 가정용 네트워크(LAN)에서부터 전 세계를 연결하는 글로벌 네트워크(WAN)까지 다양하게 존재합니다.

예를 들어, 가정 내에서 Wi-Fi를 통해 스마트폰과 컴퓨터를 연결하는 것부터, 인터넷을 통해 전 세계의 컴퓨터를 연결하는 것까지 모두 네트워크의 한 형태입니다.

여기서 전 세계의 큰 네트워크부터 작은 네트워크까지를 연결하는 거대한 네트워크를 인터넷이라고 부릅니다.

네트워크의 주요 목적

• 자원 공유 : 네트워크는 파일, 프린터, 인터넷 연결 등의 자원을 공유할 수 있습니다. 비용 절감과 효율성을 높이는 데 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 하나의 프린터를 여러 대의 컴퓨터가 공유할 수 있습니다.
• 통신 : 네트워크를 통해 이메일, 채팅, 화상 회의 등 다양한 형태의 통신을 가능하게 합니다. 그리고 개인 또는 조직 내에서 협업과 정보 교환을 원활하게 해줍니다. 예를 들어, 기업의 직원들이 이메일과 메시징 시스템을 통해 빠르게 정보를 주고받을 수 있습니다.
• 데이터 접근 : 중앙 서버에 저장된 데이터에 네트워크를 통해 접근할 수 있습니다. 기업 환경에서 중요한 데이터를 여러 사용자에게 안전하고 신속하게 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 클라우드 서비스에 저장된 파일을 어디서나 접근할 수 있습니다.

네트워크의 종류

• LAN(Local Area Network) : 좁은 지역, 예를 들어 한 건물이나 사무실 내에서 사용하는 네트워크입니다. 일반적으로 속도가 빠르고 설치 및 관리가 간단하며, 자원 공유에 최적화되어 있습니다.
• WAN(Wide Area Network) : 넓은 지역을 커버하는 네트워크로, 도시, 국가 또는 전 세계를 연결할 수 있습니다. WAN은 일반적으로 여러 LAN을 연결해 구성하며, 인터넷이 대표적인 WAN에 해당합니다. 그리고 WAN은 거리와 관계없이 데이터를 전송할 수 있지만, 속도와 안정성은 LAN보다 떨어질 수 있습니다.
• MAN(Metropolitan Area Network) : LAN과 WAN의 중간 형태로, 도시 또는 대도시 지역을 연결하는 네트워크입니다. MAN은 대규모의 도심 지역에서 사용되며, 특정 지역 내의 여러 LAN을 연결합니다.
• PAN(Personal Area Network) : 개인의 장치들 간의 네트워크로, 블루투스, NFC 등을 이용해 구성할 수 있습니다. 예를 들어, 스마트폰과 무선 이어폰 간의 연결이 PAN에 해당합니다.

ISP(Internet Service Provider)가 제공하는 서비스를 사용해서 네트워크를 구축합니다.
예를 들어, KT, U+, SK 등이 있습니다.

네트워크 토폴로지

네트워크 토폴로지(Topology)는 네트워크 장비들이 어떻게 구성되고 연결되는지를 나타내는 방식입니다. 네트워크의 성능과 안정성이 이 토폴로지에 크게 영향을 받습니다.

• 버스 토폴로지 : 모든 장비가 하나의 중앙 케이블에 연결된 형태로, 설치가 간단하고 비용이 저렴하지만, 중앙 케이블에 장애가 발생하면 전체 네트워크가 영향을 받을 수 있습니다.
• 스타 토폴로지 : 중앙에 스위치나 허브를 두고 모든 장비가 이 중앙 장비에 연결된 형태입니다. 특정 장비가 장애를 일으켜도 다른 장비에 영향을 주지 않는다는 장점이 있습니다.
• 링 토폴로지 : 모든 장비가 원형으로 연결된 형태로, 데이터 순환 방식으로 전송됩니다. 특정 지점에서 장애가 발생하면 전체 네트워크에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다.
• 메시 토폴로지 : 모든 장비가 서로 연결된 형태로, 하나의 링크가 실패해도 다른 경로를 통해 통신이 가능합니다. 이는 고가용성 네트워크에 적합하지만, 구축 비용이 쉽습니다.

네트워크 관련 주요 개념

패킷(Packet) : 데이터 택배 박스

패킷은 네트워크를 통해 데이터를 전송할 때 사용되는 작은 데이터 단위입니다. 하지만 큰 데이터를 그대로 보내면 네트워크의 대역폭을 너무 많이 점유하면 다른 패킷의 흐름에 영향을 줄 수 있기 때문에 큰 데이터를 한 번에 전송하는 대신, 작은 조각으로 나누어 전송한 후 다시 조립하는 방식을 사용합니다.

이를 통해 네트워크 효율성을 높이고, 전송 중에 발생할 수 있는 오류를 쉽게 관리할 수 있습니다. 예를 들어, 인터넷에서 웹 페이지를 요청할 때, 해당 페이지의 데이터는 여러 개의 패킷으로 나눠서 전송된 후에 사용자 장치에서 다시 조립돼서 보입니다.

 

❗️❗️❗️❗️❗️ 여기서 문제점이 하나 생길 수 있습니다..

패킷은 분할되어 목적지에서 원래대로 되돌리는 복원 작업을 진행해야 하는데, 전송한 순서대로 도착하지 않을 수 있습닌다. 또는 패킷이 전송될 때 네트워크가 지연되어 늦게 도착하거나 패킷이 누락될 수 있습니다. 그래서 송신측에서 패킷을 보낼 때 각 패킷에 순서대로 번호를 붙여 수신측에 전달하여 문제를 해결합니다.

💫 대역폭(bandwidth)란?
일반적으로 네트워크에서 이용 가능한 최대 전송 속도로 정보를 전송할 수 있는 단위 시간당 전송량을 의미

비트 바이트(Bit Byte) : 정보의 양을 나타내는 단위

비트(Bit)와 바이트(Byte)는 디지털 데이터를 측정하는 기본 단위입니다.

• 비트(Bit) : 데이터의 가장 작은 단위로, 0 또는 1의 값을 가집니다. 모든 디지털 정보는 비트의 조합으로 표현됩니다.
• 바이트(Byte) : 8개의 비트를 모아 1바이트를 구성합니다.

컴퓨터는 기본적으로 이러한 바이트 단위로 데이터를 읽고 쓰는 작업을 합니다. 예를 들어, 문서 파일의 크기나 인터넷 속도 등을 나타낼 때 바이트 단위가 주로 사용됩니다.

서버(Server)

서버(Server)는 네트워크에서 클라이언트에게 서비스를 제공하는 컴퓨터 또는 시스템입니다. 서버는 데이터를 저장하고, 관리하며, 클라이언트의 요청에 따라 정보를 제공하는 역할을 합니다. 서버는 웹 서버, 파일 서버, 데이터베이스 서버 등 다양한 형태로 운영될 수 있으며, 네트워크 상에서의 중앙 역할을 수행합니다. 예를 들어, 사용자가 웹 페이지를 요청하면, 웹 서버는 해당 페이지의 데이터를 클라이언트에게 전달합니다.

네트워크의 중요성

현대 사회에서 네트워크는 정보의 흐름을 원활하게 하고, 다양한 서비스와 기술이 동작할 수 있는 기반을 제공합니다. 인터넷, 클라우드 컴퓨팅, IoT 등은 모두 네트워크의 발전에 기반하고 있으며, 이는 개인과 기업 모두의 일상생활에 큰 영향을 미치고 있습니다. 네트워크의 중요성을 이해하고 효과적으로 관리하는 것은 모든 기술 기반 사회에서 필수적입니다.