기초 네트워크[유투브 조코딩 - 꼭 알아야 하는 네트워크 지식...(feat.강민철)

학습 배경

• AWS에서 Azure로 마이그레이션을 앞두고 Azure Basic workshop에 참석했는데,
  네트워크 지식이 너무 없어서 인프라 셋업 내용을 이해하지 못한 점을 보완하기 위함
• YouTube 조코딩-꼭 알아야 하는 네트워크 지식...(feat.강민철) 영상을 요약하고 정리하였음

거시적으로 본 네트워크 기초

1. 네트워크의 기본 구조

출처 : midinum - Swapnil Bandgar

1. 호스트

• 위 그림에서 까만 원=node들 중, 네트워크 정보를 송신/수신하려고 하는 node
• 네트워크 통신을 하기 위해 인터넷에 연결된 상태여야 함
• 서버, 클라이언트도 네트워크 통신 관점에서는 모두 호스트

2. 네트워크 장비

• 라우터, 스위치 등 호스트 간의 정보 전달을 서포트하는 node

3. 통신 매체

• 위 그림에서 까만 선=link에 해당하며 정보가 전달될 때 매질의 역할을 한다고 이해함
• 유선 매체 - 케이블 / 무선 매체 - wifi

네트워크 = { 호스트, 네트워크 장비, 통신 매체, 메시지(정보) }

2. 네트워크의 분류

1. 범위에 따른 분류

• LAN (Local Area Network) : 한정된 공간 안에서 Node들 끼리 연결함(집, 회사, 학교 등..)
• WAN (Wide Area Network) : 광역 범위를 연결하는 방식
  • LAN 내부의 호스트가 다른 지역의 LAN과 통신하고자 할 때 필요하고, 각각의 LAN에 연결된 라우터간에 정보가 전달된다
  • LAN은 인프라 엔지니어가 직접 구축 가능하지만, WAN의 경우 ISP(Internet Service Provider)가 주체가 되어 구축한다(KT,SKT,LGU...)

2. 메시지 교환 방식에 다른 분류

• 회선 교환 : 메시지 교환 전, 회선(메시지 전송로)를 설정하고 그곳으로만 통신이 이루어짐(전화망) 회선을 생성한 뒤 지속적으로 통신이 이루어지지 않는 경우 이용 효율이 낮아지게 된다
• 패킷 교환 : 메시지를 쪼갠 뒤 패킷으로 만들어 송신/수신(수신지에서 원래 데이터로 재결합됨)
  • 노드간 링크를 다수의 패킷이 공유하는 형태로, 라우터를 통해 효율적인 링크를 조합하여 목적 호스트로 전달한다
  • 쪼개진 패킷은 고유 번호를 가지고 있고 독립적으로 송신된다
  • 패킷은 헤더 / 페이로드 / 트레일러(Optional)로 구성되며 실질적으로 전달하고자 하는 메시지는 페이로드에 해당한다

미시적으로 본 네트워크 기초

1. 프로토콜

• 노드 간 정보 전달 규칙. 호스트-네트워크 장비-호스트 이동 시 동일한 프로토콜을 사용해야 전달이 정상적으로 이루어 진다
• 프로토콜마다 목적과 특징이 서로 다르며 그에 따른 헤더를 포함하고 있다
  • IP(Internet Protocol) : 패킷을 수신지까지 전달하기 위해 사용
  • HTTP(Hyper Text Transfer Protocol) : 클라이언트와 서버 사이에 이루어지는 요청/응답 프로토콜
  • TCP(Transmission Control Protocol) : 데이터가 정확하게 수신 됐는지 집중하기 위해 사용

TCP와 IP 추가설명 - 그림으로 쉽게 보는 TCP

2. 네트워크 참조 모델

• 통신이 이루어지는 단계를 계층으로 표현함. 대표적으로 OSI 모델(OSI 7계층), TCP/IP 모델이 있다
• 패킷을 주고받는 과정에는 정형화된 순서 = 계층이 있음
• 계층마다 포함되는 프로토콜이 서로 다름(HTTP: 응용, TCP: 전송, IP: 네트워크)
• OSI 기준 전송계층 ~ 응용계층을 상위 계층, 물리계층 ~ 네트워크 계층을 하위 계층이라고 일컫는다
• 데이터 단위(OSI 기준)
  • 응용계층 - 메시지 (응용 프로그램이 서비스를 받는 계층)
  • 전송계층 - 세그먼트
    • 관련 장비 : Gateway
  • 네트워크계층(인터넷계층) - 패킷(IP패킷)
  • 데이터링크계층 - 프레임
  • 물리계층 - 비트(전기 신호로 정보 전달이 이루어지는 계층)

🔼OSI 모델. 출처 : OSI 참조모델

3. 캡슐화/역캡슐화

1. 캡슐화 : 데이터를 송신할 때 계층마다 헤더, 트레일러가 추가되는 과정

• 아래 그림과 같이 상위계층에서 헤더+페이로드가 결합된 형태는 하위 계층에서 페이로드가 되며, 여기에 다시 해당 계층의 헤더를 추가하여 하위 계층으로 넘겨준다

  출처 : OSI 참조모델

2. 역캡슐화 : 데이터를 수신할 때 캡슐화의 반대 순서로 페이로드를 읽어 나가는 과정