Day 1: 네트워크 기본 개념
목차
- 네트워크의 정의: 컴퓨터 간 데이터 송수신의 기초 이해
- OSI 7계층 모델
- 계층별 역할과 특징
- 실제 TCP/IP 모델과의 비교
- TCP/IP 4계층 구조
- 네트워크 인터페이스, 인터넷, 전송, 애플리케이션 계층
- IP 주소와 서브넷
- IPv4/IPv6 개념과 주소 체계
- 서브넷마스크, 게이트웨이, 라우팅 기초
네트워크의 정의
**네트워크(Network)**는 컴퓨터 간 데이터를 주고받는 시스템을 말합니다. 네트워크는 컴퓨터, 스위치, 라우터 등의 장비로 구성되며, 데이터를 주고받는 규칙을 프로토콜(Protocol)이라고 합니다.
OSI 7계층 모델
OSI(Open Systems Interconnection) 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 구분해, 각 계층이 담당하는 역할과 기능을 명확히 나타낸다.
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물리 계층 (Physical Layer)
- 전기적, 물리적 신호(비트) 전송 담당
- 케이블, 리피터, 허브 등 하드웨어 장비
- 단순히 0과 1을 신호로 변환해 전달
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데이터링크 계층 (Data Link Layer)
- 물리 계층을 통해 신뢰성 있게 프레임(Frames)을 전송
- MAC 주소를 기반으로 인접 노드 간 연결 및 오류 검출, 흐름 제어 수행
- 스위치, 브리지 등 장비
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네트워크 계층 (Network Layer)
- 전송 경로(라우팅) 결정 및 패킷(Packets) 전달
- IP(IPv4, IPv6) 프로토콜이 대표적
- 라우터, L3 스위치 등 장비
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전송 계층 (Transport Layer)
- 종단 간(end-to-end) 연결 및 데이터 전송 담당
- TCP, UDP가 대표 프로토콜
- 연결 설정(3-Way, 4-Way Handshake), 흐름 제어, 오류 제어, 혼잡 제어 등 수행
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세션 계층 (Session Layer)
- 통신 세션을 생성, 유지, 종료하는 역할
- 체크포인트, 인증, 재연결 같은 세션 관리 기능
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표현 계층 (Presentation Layer)
- 데이터 압축, 암호화, 포맷 변환 등 데이터 표현 형식 처리
- 예: JPEG, MPEG, 암호화/복호화
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응용 계층 (Application Layer)
- 실제 사용자와 맞닿는 프로그램(웹 브라우저, 메일 등)이 동작하는 계층
- HTTP, FTP, SMTP, DNS 등 프로토콜
OSI 7계층 vs TCP/IP 모델
- TCP/IP 모델은 4계층(네트워크 인터페이스, 인터넷, 전송, 응용)으로 단순화되어 있다.
- OSI 7계층은 기능을 좀 더 세분화해 설명하는 데 유리하지만, 실제 인터넷 통신에서는 TCP/IP 모델이 더 많이 쓰인다.
- 계층을 나누는 목적은 각 계층이 독립적으로 동작하고, 상위/하위 계층과의 인터페이스를 통해 통신을 원활히 하기 위함이다.
TCP/IP 4계층 구조
TCP/IP 프로토콜 스택은 실제 인터넷에서 가장 널리 쓰이는 표준 프로토콜 세트이며, 크게 4계층으로 나눈다.
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네트워크 인터페이스 계층 (Network Interface Layer)
- OSI 모델의 물리 계층 + 데이터링크 계층 역할
- 이더넷, Wi-Fi 등 물리적/링크 계층 프로토콜 포함
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인터넷 계층 (Internet Layer)
- OSI 모델의 네트워크 계층에 해당
- IP 프로토콜(IPv4, IPv6), ICMP, ARP 등
- 패킷 전달과 라우팅 기능
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전송 계층 (Transport Layer)
- OSI 모델의 전송 계층과 동일
- TCP(신뢰성, 연결 지향), UDP(비연결성, 단순/고속) 프로토콜이 대표적
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응용 계층 (Application Layer)
- OSI 모델의 세션, 표현, 응용 계층을 포괄
- HTTP, FTP, SMTP, DNS 등 다양한 애플리케이션 프로토콜
캡슐화 : 데이터를 전송하기 위해 계층별로 헤더(Header)를 추가하는 과정 역캡슐화 : 수신 측에서 헤더를 제거하고 데이터를 추출하는 과정
네트워크 통신 시, 송신 측에서는 데이터를 캡슐화하고, 수신 측에서는 역캡슐화하여 데이터를 추출한다.