[개념] 거시적 네트워크와 미시적 네트워크

 네트워크란 여러 장치가 서로 연결되어 정보를 주고받을 수 있는 통신망으로, 그래프(Graph) 형태를 띄고 있다. 여기서 그래프는 정보를 처리하는 노드(Node)와 노드를 연결하는 간선(Edge)으로 구성된 자료구조이다.

 

1. 거시적 네트워크

 모든 네트워크는 노드, 노드를 연결하는 간선, 그리고 노드 간 주고받는 메시지로 이루어져 있다. 노드는 정보를 주고받을 수 있는 장치, 간선은 정보를 전송하는 유무선 통신 매체를 의미한다.

 

- 네트워크의 기본 구조

• 호스트(Host) : 네트워크의 가장자리에 위치한 노드로, 최초로 정보를 생성하여 송신하거나 최종적으로 수신하는 장치이다. 서버 컴퓨터, 데스크톱, 노트북 등이 호스트에 포함되며, 네트워크에서는 이러한 장치를 호스트라고 불린다.

서버(Server)	파일, 웹 페이지, 메일 등의 서비스를 제공하는 호스트임.
클라이언트(Client)	서버에게 파일, 웹 페이지, 메일 등의 서비스를 요청하고 서버의 응답을 제공받는 호스트임 클라이언트는 서버에게 요청(Request)을 보내고 그에 대한 응답(Response)을 제공 받음

 

• 네트워크 장비 : 호스트 간 정보를 중계하는 노드로, 네트워크의 가장자리에 있지 않고 중간에서 데이터를 전달한다. 대표적인 장비로는 이더넷 허브, 스위치, 라우터, 공유기 등이 있으며, 호스트 간 정보가 안정적으로 전송되도록 돕는다.
• 통신 매체 : 노드와 노드를 연결하는 통신 링크로, 유선 및 무선 통신 매체를 포함한다. 이 매체는 네트워크의 간선 역할을 하며, 노드 간 정보를 주고받는 경로가 된다.
• 메시지(Message) : 통신 매체로 연결된 노드 간 주고받는 정보로, 파일, 웹 페이지, 이메일 등의 형태가 될 수 있다. 네트워크는 호스트, 네트워크 장비, 통신 매체, 메시지로 구성된다.

- 범위에 따른 네트워크 분류

• LAN(Local Area Network) : 가정, 회사, 학교처럼 한정된 공간에서의 근거리 통신망을 의미한다.
• CAN(Campus Area Network) : 여러 건물 단위로 연결된 학교나 회사의 네트워크를 의미한다.
• MAN(Metropolitan Area Network) : 도시나 대도시 단위의 네트워크를 의미한다.
• WAN(Wide Area Network) : 멀리 떨어진 LAN을 연결하는 광역 통신망을 의미한다.

ISP (Internet Service Provider)

사용자에게 인터넷과 같은 WAN에 연결 가능한 회선을 임대하는 등 WAN과 관련된 다양한 서비스를 제공함

 

- 메지지 교환 방식에 따른 네트워크 분류

• 회선 교환 방식(Circuit switching) : 메시지 전송로인 회선을 설정한 후 데이터를 전송하는 방식으로, 전송되는 정보의 양이 일정하지만, 회선 이용 효율이 낮을 수 있다.

• 패킷 교환 방식(Packet switching) :  메시지를 작은 단위의 패킷으로 쪼개어 전송하는 방식으로, 회선 교환의 문제를 보완하며 네트워크 자원을 효율적으로 활용할 수 있다.

 

2. 미시적 네트워크

- 프로토콜(Protocol)

 현대 네트워크는 대부분 패킷 교환 방식을 사용하며, 이때 노드 간 올바른 통신을 위해 프로토콜이라는 규칙이나 약속이 필요하다. 프로토콜은 다양한 통신 장치들이 정보를 원활하게 주고받도록 정의된 규칙을 의미한다.

 

- 네트워크 참조 모델 : 2024.10.15 - [자격증/CCNA] - OSI 7계층 및 TCP/IP 모델

 네트워크 참조 모델로는 OSI 7계층(Open Systems Interconnection) 모델과 TCP/IP 모델이 있다. OSI 모델은 국제표준화기구(ISO)에 의해 제정된 네트워크 통신 표준으로, 7개 계층으로 구성되어 네트워크 기능을 체계적으로 설명한다.

OSI 7계층 및 TCP/IP 모델

 

- 캡슐화와 역캡슐화

• 캡슐화(Encapsulation) : 송신 시 각 계층의 프로토콜 헤더를 추가하여 패킷을 구성하는 과정이다.
• 역캡슐화(Decapsulation) : 수신 시 각 계층의 프로토콜 헤더를 제거하는 과정이다.

 

- PDU(Protocol Data Unit)

각 계층에서 송수신되는 메시지 단위를 PDU라 하며, 상위 계층에서 받은 데이터에 해당 계층의 프로토콜 헤더와 트레일러를 추가하여 구성된다. 전송 계층 이하에서는 주로 세그먼트(TCP)나 데이터그램(UDP)으로 불리며, 상위 계층에서는 보통 데이터나 메시지로 지칭된다.

응용 계층	데이터(Data)
표현 계층
세션 계층
전송 계층	세그먼트(Segment), 데이터그램(Datagram)
네트워크 계층	패킷(Packet)
데이터 링크 계층	프레임(Frame)
물리 계층	비트(Bit)

 

 

 이처럼 네트워크는 호스트와 네트워크 장비, 통신 매체, 메시지, 프로토콜 등 다양한 구성 요소가 유기적으로 연결되어 운영된다. 네트워크의 기본 구조와 원리부터, 데이터 전송 방식 및 프로토콜까지 이해하면 네트워크가 어떻게 동작하는지 더욱 명확하게 파악할 수 있다. 이러한 이해는 네트워크 구축과 관리, 문제 해결에 필수적이며, 현대 사회의 다양한 분야에서 안정적인 정보 전달과 효율적인 시스템 운영을 위해 반드시 요구된다. 네트워크에 대한 깊은 이해와 탐구는 더 안전하고 효율적인 커뮤니케이션 환경을 구축하는 데 중요한 역할을 할 것이다.