네트워크란 무엇인가?
네트워크란
노드들이 데이터를 공유할 수 있게 하는 디지털 전기 통신망
📌 노드 : 네트워크에 속한 컴퓨터 또는 통신 장비를 뜻하는 말
인터넷이란
전 세계의 컴퓨터가 서로 연결되어 정보를 교환할 수 있는 하나의 거대한 네트워크
웹이란
인터넷 네트워크를 이용하여 통신되는 정보의 집합
네트워크의 분류
크기에 따른 분류
📌 LAN(Local Area Network) : 가까운 지역을 하나로 묶은 네트워크
📌 WAN(Wide Area Network) : 먼 지역을 묶은 네트워크, 즉 LAN과 LAN을 다시 하나로 묶은 것
📌 MAN(Metropolitan Area Network)
📌 VLAN, CAN, PAN 등등
연결 형태에 따른 분류
📌 Star형 : 중앙 장비에 모든 노드가 연결
일반적으로 가정집에서는 공유기를 통해서 핸드폰, 컴퓨터, TV 등등이 연결된다.
이 때 만약 공유기가 고장난다면? 네트워크를 사용할 수 없게 된다.
보통 LAN 대역을 star형으로 구성한다.
📌 Mesh형 : 여러 노드들이 서로 그물처럼 연결
📌 실제 인터넷은 여러 형태를 혼합한 혼합형으로 구성되어 있다.
네트워크의 통신방식
📌 유니 캐스트 : 특정 대상과만 1:1로 통신
📌 멀티 캐스트 : 특정 다수와 1:N으로 통신
📌 브로드 캐스트 : 네트워크에 있는 모든 대상과 통신
네트워크 프로토콜
프로토콜
네트워크에서 노드와 노드가 통신할 때 어떤 노드가 어느 노드에게 어떤 데이터를 어떻게 보내는지 작성하기 위한 양식
여러가지 프로토콜
📌 Ethernet 프로토콜 (MAC 주소) : 가까운 곳과 통신
📌 ICMP, IPv4, IPv6, ARP (IP 주소) : 멀리 있는 곳과 통신
📌 TCP, UDP (포트번호) : 여러가지 프로그램과 통신
📌 패킷
패킷방식의 컴퓨터 네트워크가 전달하는 데이터의 형식화된 블록. 여러 프로토콜들로 캡슐화 되어 있음
형식 : | Ethernet | IPv4 | TCP | 데이터 |
실습
1. 구글과 로컬 컴퓨터가 어떻게 연결되어 있는지 확인
📌 traceroute : 네트워크 연결 상태를 구체적으로 파악하는 데 사용 되는 진단 도구. 패킷이 출발지에서 목적지까지 이동하는 길목(홉) 하나 하나를 확인할 수 있다.
traceroute 8.8.8.8
traceroute to 8.8.8.8 (8.8.8.8), 64 hops max, 52 byte packets
1 * * *
2 211.38.36.105 (211.38.36.105) 6.499 ms 4.089 ms 4.991 ms
3 112.189.150.113 (112.189.150.113) 5.068 ms 4.646 ms 2.653 ms
4 112.189.159.65 (112.189.159.65) 4.940 ms
112.189.145.201 (112.189.145.201) 4.422 ms
112.189.145.149 (112.189.145.149) 5.702 ms
5 * * *
6 112.174.90.30 (112.174.90.30) 9.808 ms
112.174.90.78 (112.174.90.78) 9.593 ms 9.644 ms
7 112.174.84.38 (112.174.84.38) 9.948 ms
112.174.84.22 (112.174.84.22) 11.940 ms
112.174.84.58 (112.174.84.58) 11.843 ms
8 142.250.165.78 (142.250.165.78) 31.711 ms
72.14.202.136 (72.14.202.136) 36.099 ms 34.607 ms
9 * * *
10 72.14.238.23 (72.14.238.23) 32.584 ms
dns.google (8.8.8.8) 33.961 ms 34.320 ms패킷이 지나는 홉마다의 IP 주소와 구간 별 패킷이 이동하는 시간을 체크할 수 있다.
traceroute를 사용하는 목적은 아래와 같이 정리할 수 있다.
📌 패킷이 목적지로 향하는 전체 경로를 파악할 수 있다.
📌 경로에 존재하는 라우터의 정보를 확인할 수 있다.
📌 각 경로에 도착하는데 걸리는 시간을 확인할 수 있다.
결론적으로 통신에 문제가 있을 때 구체적으로 어디에서 패킷이 막히는 건지, 속도가 지연되는 건지를 확인할 수 있다.
어쨌든, traceroute 키워드를 통해 로컬 컴퓨터(출발지)와 google(목적지)이 어떻게 연결이 되어있는지 확인할 수 있다.
2. 프로토콜 직접 확인해보기
Wireshark를 이용하여 현재 컴퓨터에서 인터넷을 통해 주고받고 있는 모든 내용을 직접 확인해보기.
네트워크 모델
TCP/IP 모델
📌 1960년대 말 미 국방성의 연구에서 시작되어 1980년대 초 프로토콜 모델로 공개
📌 현재의 인터넷에서 컴퓨터들이 서로 정보를 주고받는데 쓰이는 통신규약(프로토콜) 모음이다.
📌 총 4가지 계층으로 이루어져 있다.
1계층 : 네트워크 인터페이스
2계층 : 네트워크
3계층 : 전송
4계층 : 응용
OSI 7계층
1984년 네트워크 통신을 체계적으로 다루는 ISO에서 표준으로 지정한 모델
데이터를 주고 받을 때 데이터 자체 흐름을 각 구간별로 나눠 놓은 것
| 계층 | 이름 | 내용 |
|---|---|---|
| 7 | 응용 | 여러가지 서비스를 제공하는 실질적인 프로그램, 사용자 인터페이스 |
| 6 | 표현 | 데이터를 어떤 형식으로 전달할지 정하는 계층 ex)그림파일(jpeg,png), 압축파일(zip,tar.gz), 일반 텍스트 |
| 5 | 세션 | 논리적인 연결을 정의하는 계층, 네트워크 장치들 간의 연결 설정의 유지 동기화 등을 어떻게 수행할지를 정의 |
| 4 | 전송 | 포트주소를 이용해서 통신, 오류 제어(신뢰성 유무), 특정 프로그램 간의 통신(웹브라우저 and 웹서버) |
| 3 | 네트워크 | IP주소를 이용해서 통신, 전송 경로를 선택하여 어느 경로로 가는 것이 최선인지를 결정, 특정 네트워크를 찾아가는 역할 |
| 2 | 데이터 링크 | MAC 주소를 이용해서 통신, 특정 네트워크에서 특정 PC를 찾아가는 역할 |
| 1 | 물리 | 상위 계층에서 캡슐화된 데이터를 bit bit 단위로 변경, 전기 신호로 전송하고 받은 전기 신호를 bit 단위로 해석하는 역할 |
OSI 7계층과 TCP/IP의 공통점과 차이점
공통점
계층적 네트워크 모델
계층간 역할 정의
차이점
계층의 수 차이
OSI는 역할 기반, TCP/IP는 프로토콜 기반
OSI는 통신 전반에 대한 표준
TCP/IP는 데이터 전송기술 특화
패킷
패킷이란 네트워크 상에서 전달되는 데이터를 통칭하는 말로 네트워크에서 전달하는 데이터의 형식화된 블록이다.
📌 헤더 | 페이로드 | 풋터
📌 일반적으로 풋터는 잘 사용하지 않는다.
패킷은 제어정보와 사용자 데이터로 이루어지며 사용자 데이터는 페이로드라고도 한다.
📌 패킷 제어정보에는 순서가 있다.
📌 패킷은 여러 프로토콜로 캡슐화 된다.
캡슐화 : 여러 프로토콜을 이용해서 데이터를 보낼 때 패킷을 만드는 과정
하위계층의 프로토콜이 마지막(앞 쪽)에 붙는다.
TCP는 4계층, IPv4는 3계층, Ethernet은 2계층이다.
디캡슐화 : 패킷을 받았을 때 프로토콜들을 하나씩 확인하면서 데이터를 확인하는 과정
PDU(Protocol Data Unit)
📌 세그먼트 : 4계층의 PDU(TCP + data)
📌 패킷 : 3계층의 PDU(IPv4 + TCP + data)
📌 프레임 : 2계층의 PDU(Ethernet + IPv4 + TCP + data)
예시
arp 프로토콜의 패킷
icmp 프로토콜의 패킷
