기본 네트워킹: 네트워크의 작동 방식

네트워크는 서로 연결된 장치들이 정보를 교환하여 올바르게 작동하도록 하는 시스템입니다. 여기에는 노트북, 서버, 스마트폰 등이 포함될 수 있습니다. 장치들은 라우터와 스위치라는 특수 네트워크를 통해 서로 통신합니다. 인터넷에 연결된 장치의 수가 계속 증가함에 따라 이들이 서로 어떻게 통신하는지 이해하는 것이 중요합니다. 이 기사에서는 다양한 네트워크 구성 요소와 이들이 어떻게 협력하여 우리가 웹을 탐색하고 이메일을 보내는 등의 작업을 가능하게 하는지 살펴보겠습니다.

네트워크에는 다양한 유형이 있으며, 각 유형마다 적용 범위가 다릅니다. 먼저 다양한 유형의 네트워크에 대해 살펴보겠습니다:

네트워크 유형:

LAN - 로컬 영역 네트워크

LAN 또는 로컬 영역 네트워크는 더 작은 네트워크 유형으로, 조직이나 가정으로 제한됩니다. 예를 들어, 홈 네트워크에 연결된 디바이스의 수는 다른 네트워크 유형에 비해 제한됩니다. 학교 네트워크는 홈 네트워크보다 규모가 크지만 동일한 물리적 공간 내에서 많은 장치를 상호 연결하기 때문에 여전히 LAN으로 간주됩니다. 여기에는 컴퓨터, 서버 등이 포함됩니다.

MAN - 수도권 네트워크

MAN은 도시 전체를 커버하는 확장된 네트워크입니다.

한 도시 내의 여러 네트워크를 결합하고 연결하면 MAN 또는 대도시 지역 네트워크를 형성할 수 있습니다. 이 유형의 네트워크는 보다 포괄적이며 도시 전체를 커버합니다. 평균 인터넷 연결보다 상대적으로 빠른 데이터 속도를 제공하는 네트워크 유형을 메트로폴리탄 지역 네트워크 또는 MAN이라고 합니다.

WAN - 광역 네트워크

WAN(광역 네트워크)은 LAN(근거리 통신망)과 같은 소규모 네트워크를 연결하는 대규모 컴퓨터 네트워크입니다.

WAN은 사람들이 넓은 지역에서 인터넷을 사용하거나 서로 쉽게 통신할 수 있도록 여러 도시 또는 국가를 서로 연결하는 네트워크입니다. 한 조직의 여러 LAN이 상호 연결되면 WAN을 형성합니다.

WWAN

기본적으로 인터넷은 전 세계 영역 네트워크(WWAN)입니다.

WLAN - 무선 LAN

무선 LAN 또는 줄여서 Wi-Fi는 일반적으로 가정용 라우터에 의해 생성되는 네트워크입니다.

무선랜은 스마트폰, 태블릿, 노트북 또는 기타 디바이스에서 무선으로 연결할 수 있는 LAN의 한 유형입니다. 케이블이나 기타 물리적 매체 대신 전파를 사용하여 데이터를 전송하는 무선 환경은 속도, 보안, 커버리지 측면에서 유선 케이블 기반 네트워크와는 다른 특성을 가지고 있습니다. 무선 연결의 가장 큰 장점 중 하나는 매우 유연하다는 점입니다.

위에서 언급한 네트워크 유형 외에도 규모나 목적에 따라 다양한 네트워크가 있습니다. 예를 들어

• SAN- 저장 영역 네트워크.
• EPN - 엔터프라이즈 프라이빗 네트워크.
• VPN - 가상 사설 네트워크.

네트워크는 두 가지 방식으로 표현할 수 있습니다:

네트워크는 일반적으로 네트워크상의 디바이스가 연결되는 방식을 나타내는 '네트워크 토폴로지'로 표현됩니다. 네트워크 토폴로지에는 논리적 토폴로지와 물리적 토폴로지의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

논리 토폴로지

논리적 토폴로지는 IP 주소, 장치 간 연결, 사용 중인 라우팅 프로토콜과 같은 네트워크의 논리적 측면을 보여줍니다.

물리적 토폴로지

네트워크의 물리적 토폴로지는 네트워크가 물리적으로 배열된 방식입니다. 여기에는 장치가 배치되는 위치, 사용되는 케이블 유형, 필요한 포트 수, 서버가 연결될 포트/스위치 등이 포함됩니다. 물리적 토폴로지는 네트워크에서 장비의 위치와 용도를 보여주는 다이어그램입니다.

그러나 디바이스의 목적에 따라 네트워크 토폴로지가 달라집니다.

네트워크 토폴로지

네트워크 환경에서 디바이스를 표현하는 방법에는 여러 가지가 있을 수 있습니다. 다양한 목적에 따라 디바이스를 그룹화할 수 있습니다.

별 모양 토폴로지

LAN에 가장 많이 사용되는 토폴로지는 스타 토폴로지입니다. 스타 토폴로지는 소규모 기업에서 사용하는 네트워크와 같은 소규모 네트워크에 가장 적합합니다.

예를 들어 네트워크 연결이나 인터넷 액세스만 필요한 경우 별 모양의 토폴로지로 디바이스를 그룹화할 수 있습니다. 이 네트워크의 모든 머신은 중앙 허브에 연결됩니다. 노드에 장애가 발생하더라도 유지 관리 및 등급 지정이 매우 쉽기 때문에 전체 네트워크에 해를 끼치거나 손상되지 않습니다.

그러나 이 시나리오의 문제점은 컴퓨터 네트워킹에 필수적인 이중화가 없다는 것입니다.

메시 토폴로지

메시 토폴로지는 인터넷 서비스 제공업체(ISP)와 같이 안정적인 네트워크에 가장 적합합니다. 이 설계에서는 모든 것이 백업됩니다. 따라서 케이블이나 스위치에 문제가 발생해도 인터넷에 접속할 수 있는 다른 방법이나 연결하려는 다른 장소가 있습니다. 완전한 이중화는 더 많은 장치와 더 긴 케이블이 필요하므로 비용이 더 많이 든다는 것을 의미합니다. 전체 메시 토폴로지는 일반적으로 스타형 토폴로지보다 구현하는 데 더 많은 비용이 듭니다.

Some examples of Mesh Topology are Google Wi-Fi, Google Home or Networks in military devices.

부분 메시 토폴로지

부분 메시 토폴로지는 일부 스위치와 네트워크의 일부에만 중복성을 제공하는 보다 경제적인 네트워크 토폴로지입니다. 다른 스위치에는 대체 경로가 없습니다.

허브 및 스포크 토폴로지

허브 앤 스포크 토폴로지는 WAN(인터넷) 설계에서 자주 사용됩니다. 이 토폴로지의 세 라우터는 기본적으로 서로를 알지 못합니다. 데이터가 목적지에 도착하려면 R1과 R3 모두 트래픽을 올바르게 리디렉션하는 방법을 알고 있는 R2로 트래픽을 보내야 합니다. 예를 들어 R1이 R3으로 트래픽을 보내려면 허브(R2)를 통해 트래픽을 보내야 합니다. 그러면 허브는 해당 트래픽을 처리하고 리디렉션하는 방법을 알고 있습니다.

네트워크 구성 요소

네트워크를 구성하는 요소는 다음과 같습니다:

최종 장치

인터넷에 연결하기 위해 사용하는 모든 물리적 장치를 엔드 디바이스라고 합니다. 여기에는 PC, 노트북, 스마트폰, 서버 등이 포함됩니다. 연결은 전기, 빛의 충격 또는 전파 등 여러 채널을 통해 이루어질 수 있습니다. 스마트폰, 노트북, PC에서 무선으로 인터넷에 연결할 수 있습니다. 노트북이나 PC를 사용하는 경우 네트워크 케이블(UTP)을 사용할 수도 있습니다.

스위치

스위치는 네트워크(LAN) 내에서 컴퓨터 및 프린터와 같은 여러 최종 장치를 상호 연결합니다.

이 장치는 포트당 1 ~ 10Gbps의 속도로 많은 포트를 처리할 수 있어 인기가 높습니다. 이 스위치는 MAC 주소를 사용하여 네트워크에 연결된 최종 장치를 식별합니다. 따라서 어떤 장치가 네트워크에 연결되어 있는지 쉽게 추적할 수 있으며 인증된 장치만 데이터에 액세스할 수 있습니다.

라우터

라우터는 여러 개의 작은 네트워크(LAN)를 연결하여 하나의 큰 네트워크(WAN-광역 네트워크)를 형성합니다. 라우터는 모든 네트워크 소스에서 대상 네트워크로 패킷 전송을 처리하여 우리를 인터넷에 연결하는 장치입니다. 라우터는 IP 주소를 사용하여 데이터를 송수신하는 장치를 식별합니다. 라우터는 일반적으로 2~5개의 포트를 가지고 있는 반면, 스위치는 그보다 더 많은 포트를 가질 수 있습니다. 또한 두 장치 모두 모델에 따라 100Mbps~10Gbps의 비슷한 속도를 제공합니다.

방화벽

방화벽을 통해 가상 침입 가능성을 차단할 수 있습니다.

전송 매체

전송 매체는 정보를 전송하는 수단으로, 예를 들어 케이블 또는 무선으로 정보를 전송합니다.

컴퓨터는 인터넷을 통해 어떻게 통신하나요?

트래픽이 Facebook 및 Google과 같은 사이트와 통신하려면 고유 식별자가 있어야 합니다. 이를 IP 또는 인터넷 프로토콜이라고 합니다. IP 또는 인터넷 프로토콜은 네트워크 또는 인터넷에서 디바이스를 식별하는 방법입니다. 이 번호는 고유해야 합니다. 동일한 네트워크나 인터넷에 두 개의 동일한 IP 주소가 있으면 충돌이 발생하고 연결이 제대로 작동하지 않으므로 사용할 수 없습니다.

인터넷의 성장

최근 몇 년 동안 전 세계적으로 연결된 디바이스의 수가 폭발적으로 증가했습니다. 2020년에 인터넷에 연결된 디바이스의 수가 약 500억 개에 달한다는 사실을 알고 계셨나요? 그리고 이 500억 개의 디바이스 중 점점 더 많은 수가 사물 인터넷(IoT)의 일부입니다.

사물 인터넷(IoT)은 서로 데이터를 수집하고 인터넷을 사용하여 통신할 수 있는 장치를 말합니다. 일반적인 IoT 디바이스의 예로는 센서, 스마트 홈 디바이스, 결제 단말기, 스마트 웨어러블 등이 있습니다. 이러한 장치에도 IP 주소가 있어야 합니다.

IP 주소는 두 가지 종류가 있습니다:

공용 IP VS 사설 IP

공용 IP 주소

이름에서 알 수 있듯이 공인 IP 주소는 인터넷을 통한 통신에 사용됩니다. NIC(네트워크 정보 센터) 및 IANA와 같은 조직은 공인 IP 주소를 등록한 다음 인터넷 서비스 제공업체(ISP) 또는 기타 그룹에 할당합니다.

개인 IP 주소

개인 IP 주소는 일반적으로 홈 네트워크나 학교 네트워크와 같은 LAN(로컬 영역 네트워크)에서 사용됩니다. 따라서 개인 IP 주소는 인터넷에서 찾을 수 없습니다. 컴퓨터가 인터넷을 통해 서로 통신할 수 있도록 하기 위해 NAT(네트워크 주소 변환)라는 프로토콜이 설계되었는데, 이 프로토콜은 개인 IP 주소를 공용 IP로 변환합니다.

NAT는 공격자가 사설 IP 주소에 액세스하기 어렵게 만들어 네트워크의 보안을 향상시킬 수 있습니다.

요약하자면

인터넷에 연결되는 디바이스의 수가 계속 증가함에 따라 디바이스가 서로 통신하는 방식을 이해해야 합니다. 이 글에서는 다양한 네트워크 구성 요소와 이들이 어떻게 함께 작동하여 웹 브라우징, 이메일 전송 등을 가능하게 하는지 살펴봅니다. 또한 IP 주소가 디바이스를 식별하는 데 어떤 역할을 하는지, 사설 IP가 로컬 영역 네트워크에서 사용되는 이유도 살펴봤습니다. 점점 더 상호 연결되는 세상으로 나아갈수록 이러한 기술의 작동 방식을 이해하는 것이 더욱 중요해지고 있습니다.