네트워크 기본

 

<네트워크 기본> 

 

-프로토콜 - 언어와 약속, 각 기업이나 회사마다 전용 프로토콜이 있다.

 

 

* Connetction-Oriented Protocol(연결지향성--데이터를 주고 받기 전에 항상 물어본다.데이터 받을 준비가 됐는지) vs. Connectionless Protocol(비연결지향성--상대방이 받던지 말던지 일단 던지는 것,마구잡이로)-->UDP,IP

Packet, Frame, Datagram, Segment(Packet의 또 다른 이름) 
------>>> PDU(Protocol Data Unit=프로토콜 계층마다 부르는 데이터의 단위)
((각계층에서 부르는 데이터 이름))
L5~L7 : Message
L4 : Segment / Datagram
L3 : Packet
L2 : Frame
L1 : Bit
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<패킷의 구조>

Header | Payload | Footer(Trailer)

-->패킷의 구조, 비트를 제외한 모든 데이터들은 이런식으로 생겼다. Footer(Trailer)는 있을 수도 없을 수도 있으나
Header나 Payaload는 반드시 존재해야 한다.
각 계층마다 프로토콜이란게 존재하는데 실제로 어떻게 통신을 하느냐, 어디서 어디로 통신을 하느냐에 대한 정보가 필요. IP라는 프로토콜에는 출발지(소스) 목적지(데스티네이션)가 있고 payload에는 실제 정보 ,footer는 오류제어.

** 논리적 연산
XOR (Exclusive OR 배타적 논리 합)
A B XOR
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0

2계층에 패킷의 헤더가 1, 페이로드가 0이면 푸터는 1=>101------>11 1
000------>01 0

Header :

CRC / FCS / Checksum, 오류검사기능.

Header / Payload / Footer
일반적으로 2계층에는 footer가 없는데 데이터 캡슐화할때 2계층에서 L2F라는 헤더가 붙는다.

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-Packet Switching vs. Circuit Switching(전화망,음성통신) 

 

 

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< Unicast / Broadcast / muilticast >

1. Unicast : 1대1통신을 말한다. 서로가 서로의 MAC 주소를 알고 있어야 한다. 패킷을 보낼 목적지(MAC)를 분명히 명시하기 때문에 다른 PC들은 랜카드 차원에서 패킷이 걸러지게 되기 때문에 1대1 통신이 가능하고 다른 PC에 부하를 주지 않는다.

, 항상, 전화하는 것은 유니캐스트
 

2. Broadcast : 네트워크에 연결된 모든 PC에게 패킷을 전송한다. 기본적으로 랜카드는 자신의 MAC 주소와 일치하지 않는 패킷은 모두 버려버리지만, 목적지 MAC 주소 FF:FF:FF:FF:FF:FF로 하여서 전송하면 네트워크에 연결된 모든 PC가 패킷을 받아서 처리한다. 따라서 너무 잦은 브로드캐스트는 네트워크에 연결된 모든 컴퓨터의 성능을 저하시킬 수 있다. ARP가 대표적인 예이다.

 1대 다수, 방송, 내가 듣고 싶지 않고 받고 싶지 않아도 받거나 듣게 되는.ex)공중파 방송.
네트워크에서 브로드캐스트가 많아지면 안좋다. 듣기만하고 데이터를 보낼 수 없다. 하지만 브로드캐스트가 없으면 통신이 불가능하기때문에 어느정도만 있다?
 

3. Multicast :  모두에게 전송하는 게 아니라 특정그룹에게만 통신하는 것이다. 단, 라우터나 스위치가 멀티캐스트 기능을 제공하는 것이어야 한다. 지원하지 않는 라우터는 브로드 캐스트로 인식하여 패킷을 버려버리고 스위치는 브로드캐스트처럼 패킷을 모든 컴퓨터에게 뿌린다.
**ip주소와 mac주소 둘다 이 세가지 분류로 나눌수 있어야 한다.
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<Network Model / Topology> (네트워크의 전체적인 구조적 형태)
P2P / Client - Server(무엇을 제공해주는 사람,즉 서비스를 제공해주는 시스템)

1. Ethernet , Token Ring : 우리가 일반적으로 쓰는 랜카드나 스위치는 Ethernet 방식이다. Token Ring 방식은 많이 사용하지 않기 때문에 우리가 잘 모르는 것 뿐.
2. Bus 형 : 일반적으로 선을 의미,버스를 구성하기 위한 장비는 허브,케이블을 이용해서 만들수 있는 버스 토폴로지
3. Star 형 
4. Ring(토큰 패싱이라는 네트워크에 사용,토큰링이라는 프로토콜,이더넷과는 반대,동시에 두대이상의 시스템이 데이터를 보낼 수 없고, 절대로 충돌이 일어날 수 없다.) 
5. Tree 형, Mesh 형(말 그대로 복잡하게 얽혀 있음)
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<Full-Duplex / Half-Duplex / Simplex>
1. simplex :  우리가 사용하는 네트워크에서는 존재 하지않는다. 단방향 통신, 일방향 통신. 보내는 것 아니면 받는것 둘중 하나만 할 수 있다. ex)TV나 라디오. 보거나 듣기만 하는 것.

2. half-duplex : 무전기를 예로 들 수 있다. 동시에 데이터를 주고 받을 수 없다. ex) Hub나 리피터

3. full-duplex : 동시에 데이터를 주고 받을 수 있다. ex)switch나 router는 half, full 둘다 가능.
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<Speed, Bandwidth, Throughput, Latency>
-->speed란 데이터를 얼마나 빨리 보낼수 있느냐
10Mbps
100Mbps
1000Mbps
1Gbps
10Gbps
Mbps(mega bit per second)
다운로드 받을때 컴퓨터에 표현되는 단위는 Byte per second. 8배차이가 난다. 

일반적으로 회선 속도는 bit. 
실제 데이터는 payload 부분에 있다.  

bit
1 Byte = 8bit
1 KB = 1000 Byte 1KiB = 1024Byte
1 MB = 1000 KB 1MiB = 1024 KiB
1 GB = 1000 MB 1GiB = 1024 MiB
1 TB = 1000 GB 1TiB = 1024 GiB 

 

디스크 제조회사 운영체제 --> 이 둘의 차이만큼 용량이 빠지기 때문에 차이가 생긴다. 디스크의경우만

 

Bandwidth 

- 아날로그 신호에서 주파수 신호를 의미하는데 디지털신호에서 대역폭은 스피드와 동일(, 주파수 처리할 때쓰이는.) 차선을 생각하면 된다. 왕복 4차선, 12차선.

- 대역폭은 bit per second 로, 초당 전송량으로 표현하는데 bps 또는 b/s로 표기 (B/s라고 표기하면 byte per second)

- 전송량과 마찬가지로 천(1000) 단위의 표기를 함께 붙여서 사용

- 대역폭 1 Mbps로 1일 동안 데이터를 전송하면 그 양이 얼마나 되는 지 확인해보자.

1일 전송량 = 1 Mbps * 24 시간 * 60분 * 60초

1일은 86,400초이므로 1일 전송량은 86,400Mb가 된다. 그런데 전송량은 비트가 아닌 바이트로 표현하므로 이 값을 8로 나누어야 한다.

1일 전송량 = 86,400Mb = 10800 MB = 10.8GB

대역폭과 전송량의 관계는 단위가 b에서 B로 바뀌고,   1만을 곱한다고 기억해두면 편리하다. 예를 들어 100Mbps 광랜을 사용한다면 하루에 최대로 전송할 수 있는 양은 1TB(=1,000,000MB)이다.

LTE(40메가 헤르츠의 대역폭을 쓰게되면 300메가? 

Throughput - 처리량을 의미한다. Packet을 한번에 얼마만큼 처리할 수 있느냐. speed와 bandwidth에 관련이 되어있다.

Latency - 지연, 딜레이. 지연이 많이 발생하면 많이 발생할수록 데이터는 처리량은 떨어진다. latency가 높으면 높을수록
router에서 인터페이스 정보를 보면 이와 같은 정보가 나오는데 load가 많아지면 많아질수록 딜레이는 늘어남.

* 네트워크 트래픽 용량 이해

- 트래픽을 수돗물로 비유하자면 대역폭은 수도관의 지름이고 전송량은 수돗물의 양과 같다. 따라서, 최대 전송량은 대역폭에 시간을 곱한 값이 된다. 하지만 일반적으로 대역폭의 전부를 사용하지 않으므로 실제 전송량은 이 값보다 작게 된다.

- 비트(bit)와 바이트(byte)를 혼동하는 경우가 있는데, 컴퓨터와 관련된 기초적인 단위는 보통 비트와 바이트를 사용한다. 1 바이트 = 8 비트이며, 일반적으로 비트는 소문자 b, 바이트는 대문자 B로 표기한다.

- 전송량은 비트 대신 바이트를 사용하는 것이 일반적이다.

 KB (Kilo byte)

 MB (Meg byte)

 GB (Giga byte)

 TB (Tera byte)

 PB (Peta byte)

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Baseband(동시에 신호를 하나만) vs. Broadband(동시에 신호를 여러개)

매체 : 데이터를 통신하기 위한 케이블 

MAC(Media Access Control) : 케이블에 데이터를 전송할 때 접근제어를 하는 것 

 

Broadband 의 예

1. TV - 동축케이블 안에 여러 신호가 수신되고 채널을 선택할 경우 해당 되는 신호를 뽑아내는 것

케이블-통신하기위한매체
무선은 통신하기위한매체는 전파
한번에 한개만 보낼 수 있느냐 한번에 여러갤 보낼 수 잇느냐, 라디오는 브로드밴드, 전파라는 미디어에 여러개의 신호를 동시에 써주면 그중에 골라서 소리로 듣는 것이 라디오. 
케이블 티비, 케이블 선에 수많은 데이터, 채널을 맞추는 것은 그곳에 해당하는 주파수만 보겠다라는 것,-->아날로그신호 

인터넷 tcp/ip는 베이스 밴드., 디지털신호

100BaseT -> ㅇ이회사는 100mbps ? base는 baseband , T
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<네트워크 표준화 기관>
표준화라는 것을 왜 하느냐?
장점.
osi 7 계층 
tcp/ip 모델에 나와있는대로 소프트웨어 개발자들은 거기에 나와있는대로 개발?
표준화라는 대로 만들면 각각 통신이 가능하기 때문에.
 

ISO(International Oganization of Standardization) 네트워크 뿐만아니라 전세계모든 산업에 관련된 것을 표준화
ex) ISO 9660 
파일시스템,cd에도 파일시스템이란게 있는데 어떤 장비에 넣어도 그 시디는 그 시디이다. 이런식으로 표준화된 것을 예를 들어 의미.시디관련된 표준 

 

ANSI(American National Standards Institute) 미국 표준화 협회
ex) c언어관련된 표준.-> ANSI C 

 

IEEE(Institute of Electronical and Electronical Engineers)미국 전기 전자 협회
  

IEEE 802.11 a 무선랜 ( ex . Intel Centrino Notebook ) 

 

IEEE 802.3 - Ethernet
IEEE 802.15 - Wireless LAN
IEEE 802.5 - Token Ring
--->802라는 것은 네트워크 관련된 그룹 중 802.3 은 Ethernet이라는 분과에서 통신방식을 표준화한 것
무선랜, 스마트폰 에도 있는데 802.15는 wireless lan의 표준화를 의미.
 

 802.11 ac 이번달(2013.07)부터 출시되는 노트북에 달려나오는 IEEE 표준을 따르는 무선랜 규격 

 

EIA/TIA(Electronics Industries Alliance/Telecomminications Industries Alliance) 전기 산업 협회/통신 산업 협회 - 미국
ex)UTP 케이블 ? 

 

 

< 인터넷 표준화 기관 >
 

ISOC(Internet Society), IAB, IESG, IETF, IRSG, IRTF
-->ISOC 밑에 있는 하위 기관들 

인터넷 등록 기관
 IAB (

IANA(Internet Assigned Numbers Authority) - 가장 큰 기관
 

ICANN(Internet Corporation for Assigned Name and Numbers) -그다음 하위기관
 

APNIC - 아시아 태평양
 

ARIN - 북 아메리카 
 

LACNIC - 남 아메리카 / 케리비안
 

RIPE NCC - 유럽/중동/아프리카 

 

표준화기관과 등록기관은 틀리다
등록기관은 IP 관리, 도메인 관리, AS Number 관리 --> 중복되지 않도록 관리
우리나라는 APNIC에 해당. 

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<네트워크의 범위를 부르는 용어>
-Network, LAN(Local Area Network) - Hub/Bridge/Switch
-Sub-Network
-subnetting
-VLAN
-Inter-Network
-WAN --> LAN과 LAN을 연결시켜주는, 네트워크와 서브네트워크보다 큰 개념. 광범위한 지역 단위로 구성하는 네트워크를 의미.

-Segment-Network --> 1:1로 연결되어있는 것을 의미, 1:1로 연결되어있는 구간만...연결포인트?

* intranet / internet / extranet
-intranet은 - 외부 네트워크와 단절된 네트워크이며 LAN 으로 구성할수도, WAN으로 구성할 수도 있다.
-extranet : intranet과 intranet 이 연결되어있는 네트워크, 물론 외부와 단절
<네트워크 크기>
LAN / WAN / PAN / CAN / MAN
Local Area Network - Cable, Hub, Bridge, Switch
Wired LAN
WLAN(Wireless LAN)
WAN(Wide Area Network) - Router, L3 SW
PAN(Personal Area Network) 
WPAN(Wireless Personal Area Network) - Bluetooth, 일반적으로 PAN은 wireless pan을 의미
CAN(Campus Area Network)
MAN(Metropolitian Area Network)
WMAN(Wireless MAN) - Wibro
-분류방법
-->첫번째로 LAN과 WAN이 있다. 
WAN을 구성하기 위해서 라우터장비가 필요, LAN과 LAN을 연결시키면 WAN