[컴퓨터과학 개론] 15강 - 컴퓨터 네트워크

💡해당 게시글은 방송통신대학교 이관용, 정광식 교수님의 '컴퓨터과학 개론' 강의를 개인 공부 목적으로 메모하였습니다.

학습 개요

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• 컴퓨터 네트워크 서비스를 제공하며 정보 서비스 환경의 가용성과 컴퓨터에 대한 기대는 높아지고, 실제 활용 분야도 다양해지고 있음
• 컴퓨터 네트워크의 발전 역사와 기본적인 구성 요소에 대해 알아보고, 인터넷을 기반으로 하는 다양한 통신 프로토콜을 학습함

학습 목표

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• 컴퓨터 네트워크와 통신의 기본 개념을 이해함
• 컴퓨터 네트워크를 구성하는 방식을 이해함
• OSI 참조 모델의 계층 구조와 기능을 이해함
• 인터넷에서 사용되는 프로토콜과 특징을 이해함

강의록

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컴퓨터 네트워크의 개요 및 발전 역사

컴퓨터 네트워크의 개요

• 개요
  • 데이터 통신을 위해 개발 된 컴퓨터 네트워크는 계속적인 발전을 통해 서비스의 공유 및 컴퓨팅 자원 공유를 위한 가장 효율적인 도구가 되었음
  • 컴퓨터 네트워크는 기본적으로 사람, 컴퓨터, 기타 장비 간의 정보 교류를 위한 통신망임

컴퓨터 네트워크 서비스 역사

• 1960년대, ARPANet
  • 미국 국방 고등 연구 기획국(DARPA, Defense Advanced Research Project Agency)의 주도로 MIT를 중심으로 패킷 교환 네트워크로 현재 인터넷의 시작임
  • 1960년대 초부터 기획이 시작되어 최초의 서비스가 1969년에 시작되었고 1973년에는 현재 인터넷의 주요 프로토콜인 TCP/IP가 개발되어 ARPANet에 적용됨
• 1970년대, Ethernet
  • 미국 제록스파크(Xerox PARC) 연구소는 컴퓨터 간의 하드웨어 수준 연결을 가능하게 해주는 인터페이스 장치인 이더넷(Ethernet)을 개발함
  • 개발 초기의 이더넷은 미국 하와이 섬들을 연결하기 위해 개발된 ALOHAnet의 영향을 받았음
• 1980년대, BITNET
  • 1981년 미국 대학들을 연결하기 위해 개발된 컴퓨터 네트워크임
  • 인터넷으로 대체되기 전까지 교육 기관을 중심으로 널리 사용됨
  • 전송 시 이메일이나 파일 단위로 서버에서 서버로 전송되는 방식을 채택함
• 1980년대, NSFNET
  • 미국 국립 과학 재단(NSF, National Science Foundation)이 대학 연구 교류를 위해 컴퓨터 통신을 위해 구축된 네트워크로 ARPANet의 TCP/IP 프로토콜을 기반으로 개발 됨
  • NSFNET은 1989년 최초의 상용 이메일 네트워크인 MCI Mail과 연결되고, 다른 상업용 네트워크와 연결이 되면서 인터넷의 기반을 갖추게 됨
• 1980년대, PC 통신
  • 1970년대 말에 등장해서 게시판 시스템(BBS, Bulletin Board System)으로도 많이 알려져 있는 PC 통신은 1980년대에 개인용 컴퓨터의 빠른 보급과 함께 급속한 성장을 하게 됨
  • 개인적으로 운영하는 소규모 BBS에서부터 상업 통신 회사에서 운영하는 대규모 시스템까지 다양한 형태의 서비스를 제공함
  • 주로 모뎀(modem)을 사용해 전화선을 통해 BBS에 접속하는 방식을 사용함
• 1990년대, 웹과 인터넷
  • 웹(WWW, World-Wide Web)은 1989년에 유럽 핵 연구소인 CERN에 개발되어 1991년에 공표되었음
  • 1993년에 최초로 널리 보급된 웹 브라우저인 모자익(Mosaic)의 등장과 함께 인터넷의 전성기를 열었음
  • 이전까지 텍스트 중심의 통신에서 이미지, 텍스트, 오디오 등 멀티미디어 통신이 시작됨
• 2000년대
  • 웹 기반의 동적인 멀티미디어 데이터가 중심이 되는 컴퓨터 통신 서비스가 본격적으로 시작 됨
  • 웹 이외에도 멀티 유저 게임, 인터넷 채팅 등 여러 가지 인터넷을 응용하는 서비스가 널리 사용 됨
  • 무선 통신인 와이파이(WiFi)도 2000년대에 들어서 널리 보급 됨
  • CDMA를 기반으로 하는 이동 통신 서비스가 시작됨
• 2010년대
  • 스마트폰에서 사용될 수 있는 4세대 이동 통신인 LTE 기술을 기반으로 하는 이동 통신이 다양한 통신 서비스를 제공함
  • 이동 통신이 상업 서비스의 기본 도구가 됨
  • 스마트폰은 가장 중요한 통신 수단이 됨

컴퓨터 네트워크 서비스

• 컴퓨터 네트워크 서비스
  • 컴퓨터 네트워크는 1980년대부터 개인 통신을 중심으로 성장하여 1990년대와 2000년대를 거치면서 급격하게 팽창하여 현재에 이르고 있음
  • 무선 통신인 와이파이와 스마트폰 통신 서비스의 중심이 되는 이동 인터넷의 급격한 보급으로 집이나 직장에서뿐만 아니라 상시로 통신 서비스에 접속 되어 있는 상황에 이르게 됨

컴퓨터 네트워크의 기본 개념

컴퓨터 네트워크

• 기본 개념
  • 컴퓨터 네트워크 기술은 컴퓨터와 컴퓨터, 컴퓨터와 네트워크, 네트워크와 네트워크 간의 접속과 정보 교환을 위한 규약을 제공함
• 컴퓨터 네트워크 및 컴퓨터 통신의 기본 개념
  • 채널
  • 주파수
  • 대역폭
  • 노드
  • 네트워크 인터페이스
  • 프로토콜

기본 개념

• 채널(channel)
  • 모든 통신은 전선, 전화선, 광케이블, 무선 링크 등 통신 매체를 통해서 통신 신호가 전달되며, 이러한 통신 신호가 실제로 전달되는 통로를 채널이라고 함
• 주파수(frequency)
  • 통신 채널을 통해 전달되는 통신 신호(디지털/아날로그 신호)는 모두 주기성을 가지는 파형의 모습을 가지고 있음
  • 통신 신호가 초당 몇 번 진동하는가를 계산한 것이 주파수임
  • 주파수의 단위는 헤르츠(Hz)라고 함

  

• 대역폭(bandwidth)
  • 통신 채널의 최대 주파수에서 최소 주파수 사이의 주파수 대역을 의미함

  • 대역폭이 높을수록 같은 단위 시간에 더 많은 정보를 전송할 수 있음

    

• 노드(node)
  • 네트워크에 연결 된 컴퓨터나 관련 장비를 노드라고 함

  • 노드는 일반 범용 컴퓨터가 될 수도 있고, 라우터(router)와 같은 전용 네트워크 장비가 될 수도 있음

    

• 네트워크 인터페이스(network interface)
  • 컴퓨터와 네트워크를 연결해주는 장치임
  • 컴퓨터 내부의 신호를 물리적/전기적 신호로 변환해 줌
  • 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 내부에 추가되거나 주변 장치로 존재함

  • 이더넷 카드나 USB 와이파이 스틱 등이 있음

    

• 프로토콜(protocol)
  • 통신 프로토콜은 컴퓨터 통신을 위해 통신을 하는 노드 간의 합의 된 통신 약속을 말함
  • 컴퓨터 통신을 위해 통신 프로토콜은 명확하게 규정되어 있어야 함
  • 통신 프로토콜은 통신하는 양쪽 노드가 메시지를 보낼 때, 통신 데이터의 구조나 문법이나 메시지를 주고받는 순서 등을 명확하게 명시함
  • 네트워크 인터페이스 수준의 이더넷 프로토콜, 인터넷 통신을 위한 TCP/IP, 웹 서비스의 기반이 되는 HTTP(hypertext transfer protocol) 등이 대표적인 예에 해당 됨

컴퓨터 네트워크의 구성

컴퓨터 네트워크 분류

• 네트워크 구성 방식
  • 통신을 하는 컴퓨터 두 대는 서로 직접적으로 연결되어 있거나 여러 경로를 통해 간접적으로 연결되어 있음
  • 컴퓨터 네트워크의 구성 방식에 따른 분류
    • 컴퓨터 네트워크의 크기
    • 네트워크의 연결 형태
    • 메시지 전달 방식

연결 크기에 따른 분류

• 네트워크의 크기
  • 같은 컴퓨터 네트워크 안의 노드 간의 최대 거리가 분류의 기준이 됨
    • 근거리 통신 네트워크(Local Area Network)
      • 방, 빌딩, 캠퍼스
    • 도시 권 통신 네트워크(Metropolitan Area Network)
      • 도시
    • 광역 통신 네트워크(Wide Area Network)
      • 국가, 대륙

    

연결 형태에 따른 분류

• 네트워크의 연결 형태
  • 컴퓨터 네트워크의 연결 형태(topology)에 따른 분류 기준임
  • 컴퓨터들이 위상학적 연결 형태(연결된 모양)에 따라 분류됨
  • 이 분류법은 주로 근거리 통신망에서 하나의 물리적으로 연결된 소규모 망이 어떻게 구성되는지 결정할 때 쓰임
    • 버스형
    • 성형
    • 환형
• 버스(bus)형 컴퓨터 네트워크
  • 버스형 네트워크의 경우 컴퓨터들이 하나의 버스(기본적으로 대역폭이 넓은 채널)를 공유하면서 메시지를 송신할 때, 버스에 연결된 모든 컴퓨터에 메시지를 보냄(브로드캐스트)
  • 메시지의 수신자만이 주소를 보고 선택적으로 수신하게 됨
  • 굵은 수평선으로 표시된 것이 공유되는 버스이며, 대표적인 예는 이더넷이 있음

  

• 성(star)형 컴퓨터 네트워크
  • 중앙에 있는 컴퓨터가 모든 메시지의 중계자 역할을 하게 됨
  • 모든 메시지는 먼저 중앙의 컴퓨터로 보내지고, 중앙의 컴퓨터가 수신한 메시지를 다양한 목적지 컴퓨터에 전달함
  • 대표적인 예로는 와이파이 액세스 포인트(WiFi access point(AP))로 구성된 컴퓨터 네트워크

  

• 원(ring)형 컴퓨터 네트워크
  • 원형 컴퓨터 네트워크는 메시지가 원형 네트워크를 돌면서 차례로 다음 컴퓨터로 전달되어 최종 수신 컴퓨터에 도달할 때까지 계속 전달
  • 원형 컴퓨터 네트워크의 대표적인 예로는 토큰 링(token ring) 네트워크가 있음

  

메시지 교환 방식에 따른 분류

• 패킷/메세지 교환 방식과 회선 교환 방식
  • 세 번째 분류 기준은 메시지 교환(switching) 방식이 있음
  • 메시지의 송신 컴퓨터에서 수신 컴퓨터까지 정보가 어떤 식으로 전달 되는 지에 따라 분류됨
    • 패킷/메시지 교환 방식
    • 회선 교환 방식

• 메시지 교환(message switching) 방식

  

  • 왼쪽은 일반적인 망의 구성, 오른쪽에는 스위치의 구조
    • 흰 상자는 컴퓨터, 회색은 스위치
  • 메시지 교환은 패킷 교환과 비슷한 구조를 가짐
  • 송신하려는 메시지 전체를 한 단계씩 목적지 방향으로 스위치(또는 컴퓨터, 라우터 등)를 거쳐서 전송하는 방식임
  • 중간 단계의 스위치들은 수신한 메시지를 메시지의 크기에 상관없이 목적지 방향에 있는 스위치로 전달함
  • 한 번에 메시지가 몰려와서 처리하기 곤란한 경우를 대비해서 대기 행렬(queue)을 두어서 저장했다가 수신한 순서대로 전달함
• 패킷 교환 방식(packet switching)
  • 메시지를 패킷(packet)이라는 작은 단위로 나누어 패킷 별로 보냄
  • 중간 단계의 스위치들은 수신한 패킷을 목적지 방향의 스위치로 전달함
  • 메시지 교환 방식과 마찬가지로 대기 행렬을 사용함
• 회선 교환(circuit switching) 방식
  • 메시지의 송신 컴퓨터에서 수신 컴퓨터까지 여러 개의 스위치를 통해 물리적으로 연결된 임시 전용 회선을 동적으로 구성한 후, 임시적으로 설정된 회선을 통해서 메시지를 주고받는 방식임
  • 일반 전화가 이런 식으로 구성되어 있고 전화 회사의 교환국(exchange)들이 회선 교환의 주축이 됨
  • 전화선을 통한 모뎀을 사용한 네트워크의 경우 실제 물리적인 연결을 위해서 전화 선로를 사용한 회선 교환 방식이 사용 됨

  • 회선 교환의 경우 굵은 선은 현재 연결이 성립 된 회선, 점선은 연결 가능한 모든 조합 중 두 가지 예를 보여 줌

    

네트워크와 네트워크 간의 연결

• 개요
  • 여러 개의 네트워크가 모여서 확장된 네트워크를 구성하는 경우도 있음
  • 인터넷처럼 서로 다른 종류의 네트워크끼리 연결하여 확장하는 방법도 있음

• 균일한 네트워크 간의 연결

  

• 네트워크의 연결
  • 같은 종류의 네트워크를 연결하는 방법 중에서 버스형 네트워크를 이용한 네트워크의 연결
    • 리피터
    • 브릿지
    • 스위치
• 리피터(repeater)
  • 두 개의 버스에 동시에 연결된 장비임
  • 어느 버스로부터 수신 된 데이터를 양쪽 버스 모두에게 전달함
• 브릿지(bridge)
  • 리피터와 거의 비슷하지만 목적지에 해당하는 버스 방향으로만 전달함
  • 리피터와 마찬가지로 두 개의 버스에 동시에 연결되어 있음
• 스위치(switch)
  • 브릿지와 비슷하지만 두 개 이상의 버스에 연결됨
  • 일반적으로 소프트웨어를 기반으로 구현됨
  • 브릿지와 마찬가지로 목적 방향의 버스 쪽으로만 메시지를 브로드캐스트함
• 네트워크 간의 연결
  • 인터넷 등과 같은 실제 네트워크는 여러 종류의 네트워크들이 서로 연결되고 맞물려 지구 전체의 전역적인 네트워크를 형성하고 있음

  • 서로 다른 종류의 네트워크들은 원형, 버스형, 성형과 와이파이로 구성 된 무선 LAN 등 네 개의 서로 다른 종류의 네트워크가 라우터로 연결되어 있음

    

  • 각각의 네트워크는 여러 대의 호스트 컴퓨터(host, 흰 상자)로 이루어져 있음
  • 게이트웨이 호스트(검은 상자)는 다른 네트워크로 향하거나 다른 네트워크에서 들어오는 데이터를 전달함
  • 게이트웨이 호스트는 라우터라는 특별한 종류의 컴퓨터 장비에 연결되어 있고 이 라우터들이 스위치와 같은 역할을 함
  • 라우터들은 다른 라우터들과 연결된 망을 형성함

컴퓨터 네트워크의 계층적 구조

컴퓨터 네트워크의 계층적 구조

• 개요
  • 컴퓨터 네트워크의 연결 방법들은 하드웨어 수준에서 물리적으로 이루어지며, 모든 신호는 전기 신호로 변형되어 전달됨
  • 인터넷과 같은 복잡한 기능을 지원하려면 전기 신호 수준을 넘어서, 추상적인 수준에서 네트워크 시스템의 기능과 통신 규칙 등에 대한 명확한 정의가 필요함

OSI 참조 모델

• 개요
  • 국제 표준화 기구(International Organization for Standardization, ISO)에서 1970년대에 확립한 표준이 OSI 참조 모델(open systems interconnection reference model)임

  • OSI 참조 모델은 컴퓨터 간의 통신 절차를 7단계로 나눔

    

• 물리 계층(physical layer)
  • 물리적으로 연결된 채널을 통해 비트 단위로 전송이 되는 계층임
  • 이더넷의 연결 잭, 케이블의 전기적 특성 등이 물리 계층 수준에서 정의됨
• 데이터 링크 계층(datalink layer)
  • 직접 연결된 두 컴퓨터나 장비 간에 프레임(frame; 블록 단위의 정보) 단위로 전송하는 계층임
  • 데이터 링크 계층에서는 전송을 위해 프레임의 시작과 끝, 수신자 주소 등이 추가되고, 오류의 발견/수정하는 기능, 흐름 제어의 기능도 담당함
  • 데이터 링크 계층 프로토콜의 대표적인 예는 이더넷, 와이파이 등이 있음
• 네트워크 계층(network layer)
  • 네트워크 계층은 패킷 단위의 전송이 이루어지며, 계층적인 주소 지정 방식을 사용함
  • 패킷을 어떤 경로를 통해 송신 컴퓨터에서 수신 컴퓨터까지 전달할지 결정하는 라우팅이 일어남
  • 패킷들이 몰릴 경우에 혼잡 제어를 수행함
  • 네트워크 계층에서 인터넷의 IP(internet protocol)가 정의됨
• 전송 계층(transport layer)
  • 세그먼트 또는 데이터그램 단위의 메시지가 송신 컴퓨터에서 수신 컴퓨터까지 신뢰성을 보장하며 전달하는 계층임
  • 중간에 사라지거나 순서가 바뀐 패킷을 오류 없이 다시 구성해서 전송해주는 역할을 함
  • 메시지를 패킷 단위로 잘라서 네트워크 계층에게 전송함
  • 인터넷의 TCP(transport control protocol)가 정의됨
• 세션 계층(session layer)
  • 통신 컴퓨터 간 연결의 접속/차단과 데이터 통신 방식을 결정함
  • 양쪽이 동시에 보내고 받기를 할 것인가, 연결의 접속과 차단 등에 대한 관리가 세션 계층에서 결정됨
• 표현 계층(presentation layer)
  • 응용 계층에서의 데이터 사용 방식과 무관하게 잘 작동할 수 있도록 해주는 것이 표현 계층임
  • 인터넷에서는 표현 계층이 따로 없이 개별 응용 프로그램 수준에서 바이트 순서 문제를 처리해야 함
• 응용 계층(application layer)
  • 웹에서 사용하는 HTTP, 파일 전송을 위한 FTP, 이메일 전송을 위한 SMTP 등과 같은 응용 프로토콜의 기능을 지원하는 것이 응용 계층임

• 표준

  

  • OSI 참조 모델은 가장 초기의 네트워크 표준이라는 데 의의가 있음
  • 하지만, 이후에 인터넷의 표준으로 정립된 TCP/IP로 인해 그 의미가 퇴색된 면이 있음

TCP/IP

• 개요
  • 현재의 인터넷은 TCP/IP에 기반하고 있음
  • TCP/IP는 이더넷과 같은 네트워크 인터페이스에서 동작함
• 계층의 비교
  • 네트워크 인터페이스(이더넷 등) ↔ 물리 계층, 데이터링크 계층
  • IP ↔ 네트워크 계층
  • TCP ↔ 전송 계층
  • 응용 프로그램 ↔ 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층

정리 하기

• 네트워크의 기본 개념
  • 채널, 주파수, 대역폭, 노드, 네트워크 인터페이스, 프로토콜
• 컴퓨터 네트워크의 연결 형태
  • 버스(bus)형 컴퓨터 네트워크, 성(star)형 컴퓨터 네트워크, 원(ring)형 컴퓨터 네트워크
• 메시지 교환 방식
  • 회선 교환 방식, 메시지 교환 방식, 패킷 교환 방식
• OSI 참조 모델
  • 물리 계층, 데이터링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층

연습 문제

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1. 인터넷의 전신인 네트워크는 무엇인가? 

   a. ARPANet

   • ARPANet은 미국 국방 고등 연구 기획국(DARPA, Defense Advanced Research Project Agency)의 주도로 MIT를 중심으로 패킷 교환 네트워크로 현재의 인터넷의 시작임
   • 1960년대 초부터 기획이 시작되어 최초의 서비스가 1969년에 시작되었고, 1973년에는 현재 인터넷의 주요 프로토콜인 TCP/IP가 개발되어 ARPANet에 적용되었음
   • Ethernet은 미국 제록스 파크(Xerox PARC) 연구소는 컴퓨터 간의 하드웨어 수준의 연결을 가능하게 해주는 인터페이스 장치의 하나인 이더넷(Ethernet)을 개발하였음
     • 개발 초기의 이더넷은 미국 하와이 섬들을 연결하기 위해 개발 된 ALOHANet의 영향을 받았음
   • BITNET은 1981년 미국 대학들을 연결하기 위해 개발된 컴퓨터 네트워크이며 인터넷으로 대체되기 전까지 교육 기관을 중심으로 널리 사용되었음
     • 전송 시 이메일이나 파일 단위로 서버에서 서버로 전송되는 특이한 방식을 채택했음

2. 다음과 같은 특징을 가지고 있는 LAN의 위상 구조는 어느 것인가? 

    하나의 공용 회선을 사용하므로 구조가 간단하고 융통성이 있음
    단말 장치의 증설이나 삭제 용이
    메시지가 모든 노드에게 전달 (브로드캐스팅)
    메시지 전달 속도가 빠름
   

   a. 버스형

   • 버스(bus)형 컴퓨터 네트워크는 컴퓨터들이 하나의 버스(기본적으로 대역폭이 넓은 채널)를 공유하면서 메시지 송신 시 버스에 방송하듯 버스에 연결 된 모든 컴퓨터에 메시지를 보냄
     • 메시지의 수신자만이 주소를 보고 선택적으로 수신하게 됨
     • 버스형 컴퓨터 네트워크의 대표적인 예는 이더넷임
   • 스타(star)형 컴퓨터 네트워크는 중앙에 있는 컴퓨터가 모든 메시지의 중계자 역할을 하게 됨
     • 모든 메시지는 먼저 중앙의 컴퓨터로 보내지고, 중앙의 컴퓨터가 수신한 메시지를 다양한 목적지 컴퓨터에 전달함
     • 스타형의 대표적인 예는 와이파이 액세스 포인트(WIFI access point, AP)로 구성된 컴퓨터 네트워크임
   • 원(ring)형 컴퓨터 네트워크는 메시지가 원형 네트워크를 돌면서 차례로 다음 컴퓨터로 전달되어 최종 수신 컴퓨터에 도달할 때까지 계속 전달 됨
     • 원형 컴퓨터 네트워크의 대표적인 예로는 토큰링(token ring) 네트워크가 있음

3. 회선 교환 망과 메시지 교환 망의 장점을 결합한 전송 망에서는 데이터 전체가 아니라 송신 측 주소와 수신 측 주소를 포함하는 일정 형식의 데이터 블록을 기본 단위로 통신이 이루진다. 이와 같은 통신의 기본 단위를 무엇이라고 하는가?

   a. 패킷

   • 메시지를 패킷(packet)이라는 작은 단위로 나누어 패킷 별로 보냄
   • 중간 단계의 스위치들은 수신한 패킷을 목적지 방향의 스위치로 전달함
   • 네트워크 계층은 패킷 단위의 전송이 이루어지며, 주소 지정에 있어서 계층적인 방식(hierarchical addressing scheme)을 씀
   • 또한, 패킷을 어떤 경로를 통해 송신 컴퓨터에서 수신 컴퓨터까지 전달할지 결정하는 라우팅이 일어남
   • IP는 기본적으로 패킷의 출발지-목적지(end-to-end) 간 전송을 위한 프로토콜임
   • 패킷 송신 호스트의 주소, 패킷 수신 호스트의 주소를 지정하기 위해 각 호스트 별로 IP 주소가 부여 됨
   • 만일 여러 개의 네트워크 인터페이스가 가진 호스트는 여러 개의 IP 주소를 갖음
   • IP를 사용해서 패킷을 보내게 되는데, 패킷을 데이터그램이라고 함

정리 하기

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• 네트워크의 구성 요소
  • 채널(channel)
    • 모든 통신은 전선, 전화선, 광케이블, 무선 링크 등 통신 매체를 통해서 통신 신호가 전달 됨
    • 통신 신호가 실제로 전달되는 통로
  • 주파수(frequency)
    • 통신 채널을 통해 전달되는 통신 신호는 디지털/아날로그 모두 주기성을 가지는 파형의 모습을 가지고 있음
    • 이 통신 신호가 초당 몇 번 진동하는 가를 계산한 것
  • 대역폭(bandwidth)
    • 대역폭은 통신 채널의 최대 주파수에서 최소 주파수 사이의 주파수 대역
  • 노드(node)
    • 네트워크에 연결된 컴퓨터나 관련 장비
  • 네트워크 인터페이스(network interface)
    • 컴퓨터와 네트워크를 연결해주는 장치
  • 프로토콜(protocol)
    • 통신 프로토콜은 컴퓨터 통신을 위해 통신을 하는 노드 간의 합의된 통신 약속
• 컴퓨터 네트워크의 연결 형태
  • 버스(bus)형 컴퓨터 네트워크
    • 버스 형의 경우 컴퓨터들이 하나의 버스(기본적으로 대역폭이 넓은 채널)를 공유하면서 메시지 송신 시 버스에 방송하듯 버스에 연결된 모든 컴퓨터에 메시지를 보내는 형태
  • 성(star)형 컴퓨터 네트워크
    • 중앙에 있는 컴퓨터가 모든 메시지의 중계자 역할을 하며 모든 메시지는 먼저 중앙의 컴퓨터로 보내지고, 중앙의 컴퓨터가 수신한 메시지를 다양한 목적지 컴퓨터에 전달되는 형태
  • 원(ring)형 컴퓨터 네트워크
    • 메시지가 원형 네트워크를 돌면서 차례로 다음 컴퓨터로 전달되어 최종 수신 컴퓨터에 도달할 때까지 계속 전달되는 형태
• 메시지 교환(switching) 방식
  • 회선 교환 방식(circuit switching)
    • 메시지의 송신 컴퓨터에서 수신 컴퓨터까지 여러 개의 스위치를 통해 물리적으로 연결된 임시 전용 회선을 동적으로 구성
    • 임시적으로 설정된 회선을 통해서 메시지를 주고 받는 방식
  • 메시지 교환 방식(message switching)
    • 송신하려는 메시지 전체를 한 단계씩 목적지 방향으로 스위치(또는 컴퓨터, 라우터 등)를 거쳐서 전송하는 방식
  • 패킷 교환 방식(packet switching)
    • 메시지를 패킷(packet)이라는 작은 단위로 나누어 패킷 별로 보내는 방식
• OSI 참조 모델
  • 물리 계층(physical layer)
    • 물리적으로 연결된 채널을 통해 비트 단위로 전송이 되는 계층
  • 데이터 링크 계층(datalink layer)
    • 직접 연결된 두 컴퓨터나 장비 간에 프레임(frame, 블록 단위의 정보) 단위로 전송하는 계층
  • 네트워크 계층(network layer)
    • 패킷 단위의 전송이 이루어지는 계층
  • 전송 계층(transport layer)
    • 세그먼트 또는 데이터그램 단위의 메시지가 송신 컴퓨터에서 수신 컴퓨터까지 신뢰성을 보장하며 전달하는 계층
  • 세션 계층(session layer)
    • 통신 컴퓨터 간 연결의 접속/차단과 데이터 통신 방식을 결정하는 계층
  • 표현 계층(presentation layer)
    • 응용 계층에서의 데이터의 사용 방식과 무관하게 잘 작동할 수 있도록 해주는 계층
  • 응용 계층(application layer)
    • 웹에서 사용하는 HTTP나 파일 전송을 위한 FTP, 이메일 전송을 위한 SMTP 등과 같은 응용 프로토콜의 기능을 지원하는 계층