study network internet protocol host end system packet router

1.1 인터넷이란 무엇인가?

컴퓨터 네트워크와 인터넷

1. 컴퓨터 네트워크와 인터넷

1.1 인터넷이란 무엇인가?

구성요소를 기술하거나 분산 애플레키에션에 서비스를 제공하는 networking infrastructure 관점으로 기술할 수 있다.

공부를 시작하기 전의 나라면 수 많은 사람들의 컴퓨터가 연결되어 있는 연결망 이라고 대답할 것 같다.

1.1.1 구성요소로 본 인터넷

  • 인터넷은 수 많은 컴퓨팅 장치를 연결하는 컴퓨터 네트워크이다.

  • 이전에는 데스크톱 PC, 서버뿐이었지만 스마트폰과 태블릿을 넘어 가전제품, 자동차 등 다양하게 연결되는 중!

  • 인터넷에 연결된 모든 장치를 호스트(host) 혹은 종단 시스템(end system)이라고 부른다.
  • end system : 통신 링크(communication link)와 패킷 스위치(packet switch)의 네트워크로 연결된다.
  • 여러 link들은 다양한 전송률(transmission rate, 링크 대역폭)을 이용하여 데이터를 전송한다. 단위는 bps(bit per second)
  • 송신 end system : 다른 end system에게 보낼 데이터를 segment 단위로 나누고 각 segment에 header를 붙인다. => packet(패킷)

  • packet : 수신 end system에서 원래 데이터로 다시 조립된다.

  • 송신 end system -> 입력 통신 링크 -> 패킷 교환기(또는 스위치) -> 출력 통신 링크 -> 수신 end system
  • packet switch : 라우터(router) 와 링크 계층 스위치(link-layer switch) 가 대표적인 예
  • router는 네트워크 코어에서 주로 사용
  • link-layer switch는 접속 네트워크에서 주로 사용

  • packet이 거쳐온 link, packet switch => 경로(route 혹은 path)

  • ISP(Internet Service Provider) : packet switch와 통신 link로 이루어진 network
  • end system은 ISP를 통해 인터넷에 접속한다. ISP는 end system에게 다양한 네트워크 접속을 제공한다.

  • ISP의 예 : 와이파이 제공하거나, 스마트폰 등에 있는 셀룰러 데이터 ISP

  • ISP들 끼리 직접 혹은 상위 계층 ISP를 통해 연결된다.

  • 인터넷의 구성요소 : 인터넷에서 정보 송수신을 제어하는 여러 프로토콜(protocol)을 수행
  • TCP(Transmission Control Protocol)와 IP(Internet Protocol)이 대표적이고 중요하다.
  • IP 프로토콜 : router와 end system사이에서 송수신되는 packet format
  • 이를 통칭하여 TCP/IP라고 함.

1.1.2 서비스 측면에서 본 인터넷

  • application에 서비스를 제공하는 infrastructure로서의 인터넷

  • 분산 애플리케이션(distributed application) : 서로 데이터를 교환하는 많은 종단 시스템을 포함한다.

  • 인터넷 애플리케이션 : end system에서 수행(packet switch에서 X)
  • 소켓 인터페이스(socket interface) : 한 end system에서 수행되는 프로그램이 인터넷 infrastructure에 다른 end system에서 수행되는 특정 목적지 프로그램으로 어떻게 데이터를 전달하도록 요구하는지를 명시함
  • socket interface는 송신 프로그램이 따르는 규칙의 집합이다.
  • 편지를 보낼 때 이름, 주소, 우편번호, 우표 등의 규칙(우편 서비스 인터페이스)이 있듯 소켓 인터페이스가 있는 것!

1.1.3 프로토콜이란 무엇인가?

  • 프로토콜(protocol): 둘 이상의 통신 개체 간에 교환되는 메시지 포맷과 순서뿐만 아니라, 메시지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의
  • 통신하는 둘 이상의 원격 개체가 포함된 인터넷에서의 모든 활동은 프로토콜이 제어한다.
  • 예시 : 웹 브라우저에서 웹 페이지의 URL을 입력한다면?
    • 클라이언트 -> 서버 : TCP 연결 요청
    • 서버 -> 클라이언트 : TCP 연결 응답
    • 클라이언트 -> 서버 : GET URL
    • 서버 -> 클라이언트 : 파일

1.2 네트워크의 가장자리

  • 이 교재에서 host = end system으로 혼용한다.
  • host는 클라이언트(client)와 서버(server)로 구분되기도 한다.
  • 클라이언트 : 데스크톱, 스마트폰 등 개인 유저
  • 서버 : 데이터 센터

1.2.1 접속 네트워크

  • 가정 접속
    • DSL(digital subscriber line) : 중앙국의 DSLAM(digital subscriber line access multiplexer)과 기존 전화 회선으로 데이터 교환
    • 케이블 인터넷 접속(cable Internet access) : 케이블 TV infrastructure 이용
    • FTTH(fiber to the home) : 가정까지 광섬유 경로 제공
  • 기업(과 가정) 접속
    • LAN(local area network) : 이더넷이 대표적
    • wireless LAN : 기업 네트워크에 연결된 AP(access point)로 패킷을 송신/수신. AP는 유선 네트워크에 연결
  • 광역 무선 접속 : 3G, LTE 4G, 5G

1.2.2 물리 매체

  • end system 에서 다른 end system으로 비트의 전달
    • end system 송신 -> 첫번째 router 수신
    • 첫번째 router 송신 -> 두번째 router 수신
    • ..
  • 물리 매체(physical media): 비트는 송신기-수신기 쌍에서 물리 매체에 전자파 등을 전파하여 전송한다.
    • 유도 매체(guided media) : 유선 케이블 등
    • 비유도 매체(unguided media) : 무선 랜 등
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