Basic Networking

What is a network

컴퓨터 네트워크는 두 대 이상의 컴퓨팅 장치(노드)를 연결하여 데이터를 전송하고 자원을 공유하는 시스템입니다. 네트워크는 물리적 케이블(예: 광섬유, 이더넷)이나 무선 기술(Wi-Fi, 마이크로파) 등을 통해 연결됩니다. 이 연결을 통해 장치들은 서로 데이터를 주고받으며 자원을 공유할 수 있습니다

 

컴퓨터 네트워크의 주요 목적

• 자원 공유: 네트워크를 통해 프린터, 파일, 비디오 등 다양한 자원을 여러 사용자들이 동시에 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 사무실에서 모든 직원이 각자 프린터를 구매하는 대신, 하나의 프린터를 네트워크로 연결하여 공유하는 것이 더 경제적입니다
• 데이터 전송: 네트워크는 파일이나 데이터를 빠르고 효율적으로 전송할 수 있는 수단을 제공합니다. 과거에는 플로피 디스크나 USB 드라이브를 이용해 데이터를 물리적으로 옮겼지만, 오늘날에는 네트워크를 통해 즉시 파일을 전송할 수 있습니다

네트워크 구성 요소

• 노드: 네트워크에 연결된 컴퓨터, 스마트폰, 서버, 라우터 등 다양한 장치를 의미합니다. 각 노드는 고유한 네트워크 주소(IP 주소)로 식별되며, 이를 통해 다른 장치와 통신합니다
• 통신 프로토콜: 네트워크 상에서 데이터 전송 규칙을 정의하는 프로토콜입니다. 대표적인 예로 TCP/IP, HTTP 등이 있으며, 이러한 프로토콜은 데이터가 올바르게 전송되고 수신될 수 있도록 돕습니다

네트워크의 종류

• LAN(근거리 통신망): 한정된 지역 내에서 컴퓨터들을 연결하는 네트워크로, 주로 사무실이나 가정에서 사용됩니다.
• WAN(광역 통신망): 넓은 지역에 걸쳐 여러 LAN을 연결하여 형성된 네트워크로, 인터넷이 대표적인 예입니다.

결론적으로, 컴퓨터 네트워크는 자원 공유와 데이터 전송을 목적으로 하는 시스템으로, 현대 사회에서 필수적인 인프라입니다.

https://www.techtarget.com/searchnetworking/definition/network

What is a Computer Network? | Definition from TechTarget

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Computer_network

Computer network - Wikipedia

https://aws.amazon.com/what-is/computer-networking/

컴퓨터 네트워킹이란 무엇인가요? - 컴퓨터 네트워킹 설명 - AWS

 

Most basic type of network

컴퓨터 네트워크는 크기에 따라 다양하게 구성될 수 있습니다. 가장 큰 네트워크는 인터넷으로, 전 세계의 수많은 장치들이 연결되어 데이터를 주고받는 거대한 네트워크입니다. 하지만 네트워크는 꼭 커야 하는 것은 아니며, 단 두 대의 컴퓨터만으로도 작은 네트워크를 구성할 수 있습니다.

기본적인 네트워크 구성

• 물리적 연결: 두 대의 컴퓨터를 네트워크로 연결하는 가장 기본적인 방법은 이더넷 케이블을 사용하는 것입니다. 이때 사용되는 케이블은 흔히 **UTP(Unshielded Twisted Pair)**라고 불리며, 양쪽 끝에는 RJ45 커넥터가 있습니다. 이 케이블을 각 컴퓨터의 **네트워크 인터페이스 카드(NIC)**에 연결하면 두 컴퓨터 간에 데이터를 주고받을 수 있는 네트워크가 형성됩니다.
• 네트워크 인터페이스 카드(NIC): NIC는 컴퓨터를 물리적 또는 무선 네트워크에 연결하는 장치입니다. NIC는 고유한 MAC 주소를 가지고 있으며, 이를 통해 네트워크 상에서 장치를 식별합니다. 구형 노트북에는 RJ45 포트를 통해 직접 NIC에 케이블을 연결할 수 있지만, 최신 노트북이나 스마트폰에는 RJ45 포트가 없는 경우가 많습니다. 이럴 때는 USB to RJ45 어댑터를 사용하여 유선 연결을 할 수 있습니다.

무선 네트워크

오늘날 대부분의 사람들은 물리적 케이블 대신 Wi-Fi와 같은 무선 기술을 사용하여 네트워크를 구성합니다. Wi-Fi는 공기를 매개로 데이터를 전송하며, 이를 통해 파일이나 자원을 쉽게 공유할 수 있습니다. 예를 들어, 두 대의 스마트폰 간에 파일을 공유할 때는 Wi-Fi나 Bluetooth 같은 무선 기술을 사용합니다.

• AirDrop: Apple 기기 간 파일 공유 기능인 AirDrop은 Wi-Fi와 Bluetooth를 사용하여 데이터를 전송합니다. 예를 들어, 한 대의 iPhone에서 다른 iPhone으로 사진을 전송할 때, Bluetooth가 활성화되어야 기기 간 파일 전송이 가능합니다.

결론

네트워크는 크기에 상관없이 자원을 공유하고 데이터를 전송하는 데 사용됩니다. 물리적 케이블을 통한 유선 연결부터 Wi-Fi와 Bluetooth 같은 무선 기술까지 다양한 방법으로 네트워크를 구축할 수 있으며, 오늘날 대부분의 사람들은 무선을 선호합니다.

A bit of networking history

컴퓨터 네트워크에서 두 장치 간의 데이터를 전송하려면 전송 매체가 필요합니다. 이 매체는 데이터를 한 장치에서 다른 장치로 전달하는 데이터 링크 역할을 합니다. 여기에는 유선과 무선 두 가지 방식이 있으며, 각각의 방식에 따라 다양한 매체가 사용됩니다.

유선 전송 매체

1. 이더넷 케이블: 가장 일반적인 유선 전송 매체로, UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블이 많이 사용됩니다. 이더넷 표준은 시간이 지나면서 발전했으며, 초기에는 **10BASE5(Thicknet)**와 같은 두꺼운 동축 케이블을 사용했습니다. 이 케이블은 설치가 어렵고 비효율적이었지만, 이후 더 얇고 유연한 **10BASE2(Thinnet)**로 발전했습니다
   • Cat5e 및 Cat6 케이블: 오늘날 가장 흔히 사용되는 이더넷 케이블은 Cat5e와 Cat6입니다. 이들은 UTP 케이블로, 빠른 속도와 안정성을 제공하며, 주로 네트워크에서 데이터 전송을 위해 사용됩니다
2. 광섬유 케이블: 더 높은 속도와 긴 거리 전송이 필요한 경우, 광섬유 케이블이 사용됩니다. 광섬유는 전기 신호 대신 빛을 이용하여 데이터를 전송하며, **단일 모드(Single-mode)**와 **다중 모드(Multi-mode)**의 두 가지 종류가 있습니다

무선 전송 매체

1. Wi-Fi: 오늘날 대부분의 기기들은 무선 네트워크를 통해 연결됩니다. Wi-Fi는 공기를 통해 데이터를 전송하며, 물리적 케이블 없이도 쉽게 파일을 공유할 수 있습니다.
2. Bluetooth: 짧은 거리에서 데이터를 전송할 때 주로 사용되며, 스마트폰이나 태블릿 간 파일 공유에 자주 사용됩니다

네트워크 인터페이스 카드(NIC)

네트워크에 연결하려면 각 장치에는 **네트워크 인터페이스 카드(NIC)**가 필요합니다. NIC는 컴퓨터나 스마트폰과 같은 장치를 네트워크에 연결하는 하드웨어 장치로, 데이터를 네트워크를 통해 송수신하는 역할을 합니다. NIC는 고유한 MAC 주소를 가지고 있어 네트워크 상에서 장치를 식별하고 데이터 패킷을 올바르게 송수신합니다

 

결론적으로, 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하려면 유선 또는 무선 매체를 통해 데이터 링크를 형성해야 하며, 이를 위해 각 장치는 NIC를 통해 네트워크에 연결됩니다.

https://en.wikipedia.org/wiki/Ethernet

Ethernet - Wikipedia

https://www.shiksha.com/online-courses/articles/types-of-transmission-media-in-computer-network/

Types of Transmission Media In Computer Network - Shiksha Online

https://www.pynetlabs.com/transmission-media-and-its-types/

Transmission Media in Computer Network and its Types

https://community.fs.com/article/nic-card-guide-for-beginners-functions-types-and-selection-tips.html

What Is Network Interface Card: Purposes, Functions & Types | FS Community

Servers, Clients, Ports and Protocols

컴퓨터 네트워크에서 서버와 클라이언트는 중요한 역할을 합니다. 서버는 클라이언트에게 자원이나 서비스를 제공하는 장치 또는 프로그램이며, 클라이언트는 서버가 제공하는 서비스를 요청하고 사용하는 장치나 프로그램입니다.

서버(Server)

• 정의: 서버는 클라이언트에게 데이터를 제공하거나 특정 기능을 수행하는 컴퓨터나 프로그램입니다. 서버는 네트워크를 통해 여러 클라이언트에게 자원을 공유하거나 데이터를 처리하는 역할을 합니다
• 역할: 서버는 다양한 서비스를 제공합니다. 예를 들어, 웹 서버는 웹 페이지를 제공하고, 파일 서버는 파일을 저장하고 관리하며, 데이터베이스 서버는 데이터를 저장하고 처리합니다 서버는 클라이언트의 요청에 응답하여 데이터를 반환하는 방식으로 작동합니다.
• 특징: 서버는 일반적으로 고성능의 하드웨어를 사용하여 여러 클라이언트의 요청을 동시에 처리할 수 있도록 설계되어 있습니다. 대규모 서비스에서는 여러 대의 서버가 협력하여 서비스를 제공하기도 합니다

클라이언트(Client)

• 정의: 클라이언트는 서버가 제공하는 서비스에 접근하는 하드웨어나 소프트웨어입니다. 클라이언트는 네트워크를 통해 서버에 연결되어 필요한 자원이나 데이터를 요청합니다
• 역할: 클라이언트는 주로 데이터를 요청하는 역할을 하며, 서버가 제공하는 자원이나 기능을 소비합니다. 예를 들어, 웹 브라우저는 웹 페이지를 요청하는 클라이언트입니다.

클라이언트-서버 모델

• 이 모델은 네트워크에서 작업을 분배하는 구조로, 클라이언트가 요청을 보내면 서버가 그 요청에 응답하여 서비스를 제공합니다. 이 구조는 이메일, 웹 브라우징, 파일 공유 등 다양한 응용 프로그램에서 사용됩니다
• 포트와 프로토콜: 서버는 특정 포트를 통해 다양한 프로토콜로 클라이언트의 요청을 처리합니다. 예를 들어, 웹 페이지 요청은 주로 포트 80(HTTP) 또는 443(HTTPS)을 사용하며, FTP 서비스는 포트 21을 사용합니다. 각 서비스마다 고유한 포트를 통해 통신이 이루어집니다

서버와 클라이언트의 상호작용 예시

• 사용자가 웹 브라우저(클라이언트)를 통해 웹 사이트에 접속하면, 브라우저가 웹 서버에 요청을 보내고, 웹 서버는 해당 페이지를 반환하여 브라우저에 표시됩니다. 이 과정에서 클라이언트와 서버 간의 데이터 교환이 이루어집니다.

결론적으로, 컴퓨터 네트워크에서 서버와 클라이언트는 서로 상호작용하며 자원과 데이터를 주고받습니다. 서버는 여러 클라이언트를 지원할 수 있으며, 클라이언트는 다양한 서비스에 접근하여 필요한 자원을 사용할 수 있습니다.

https://www.maintech.com/blog/what-is-a-computer-server

What is a Computer Server? | Maintech

https://en.wikipedia.org/wiki/Server_(computing)

Server (computing) - Wikipedia

Practical Demonstration using Packet Tracer

네트워크 설정 과정 (Packet Tracer 예시)

1. 기본 네트워크 구성: Packet Tracer와 같은 시뮬레이션 도구를 사용하여 네트워크를 구성할 수 있습니다. 예를 들어, 두 대의 장치(서버와 PC)를 이더넷 케이블로 연결한 후 IP 주소와 MAC 주소를 설정하여 통신이 가능하도록 만듭니다.
2. MAC 주소와 IP 주소 설정: 각 장치는 고유한 MAC 주소(물리적 주소)를 가지고 있으며, IP 주소(논리적 주소)를 통해 통신합니다. IP 주소는 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)를 통해 자동으로 할당되거나 수동으로 설정할 수 있습니다.
3. Ping 테스트: Ping 명령어를 사용하여 두 장치 간 연결 상태를 확인할 수 있습니다. 이는 한 장치가 다른 장치에 "거기 있니?"라고 물으면 상대방이 "여기 있어!"라고 응답하는 방식으로 작동합니다.
4. HTTP 서비스 테스트: 서버에서 HTTP 서비스를 활성화하면 클라이언트(PC)는 웹 브라우저를 통해 해당 서버의 웹 페이지에 접속할 수 있습니다. 만약 HTTP 서비스가 비활성화되면, 클라이언트는 웹 페이지에 접근할 수 없게 됩니다.

보충 설명

• 포트와 프로토콜: 서버는 특정 포트를 통해 다양한 프로토콜로 클라이언트의 요청을 처리합니다. 예를 들어, HTTP는 포트 80을 사용하고 HTTPS는 포트 443을 사용합니다.
• 네트워크 시뮬레이션 도구: Cisco Packet Tracer와 같은 도구를 사용하면 네트워크 환경을 직접 구축하고 실습할 수 있습니다.

Networking Devices - Repeaters, Hubs, Swithches, and Routers

네트워크 장치들 간의 통신을 이해하기 위해 과거와 현재의 장비들을 살펴보겠습니다. 초기 이더넷은 10BASE5라는 두꺼운 케이블을 사용했으며, 신호가 케이블 끝에서 약해지는 문제를 해결하기 위해 **리피터(repeater)**가 개발되었습니다. 리피터는 신호를 증폭하여 다른 포트로 전달하는 역할을 했습니다. 이후, 여러 포트를 가진 **허브(hub)**가 등장했는데, 허브는 단순히 신호를 증폭하여 모든 포트로 보내는 장치로, 데이터를 이해하거나 처리하지 않고 단순히 전달만 했습니다.

허브와 스위치의 차이점

• 허브: 허브는 단순한 장치로, 하나의 포트에서 받은 데이터를 모든 포트로 전달합니다. 이는 네트워크 상에서 충돌(collision)을 유발할 수 있으며, 네트워크 속도를 저하시킬 수 있습니다.
• 스위치: 스위치는 허브보다 더 지능적인 장치입니다. 스위치는 MAC 주소 테이블을 사용하여 각 장치의 MAC 주소를 학습하고, 특정 목적지 MAC 주소로만 데이터를 전달합니다. 즉, 스위치는 데이터를 필요한 포트로만 전송하여 네트워크 효율성을 높입니다.

리피터, 허브, 브리지, 스위치

• 리피터: 단순히 신호를 증폭하여 다른 포트로 전달하는 장치입니다.
• 허브: 다중 포트를 가진 리피터로, 모든 포트에 동일한 신호를 보내는 역할을 합니다.
• 브리지(Bridge): 허브와 스위치 사이의 중간 단계 장치로, 소프트웨어적으로 MAC 주소를 학습하여 데이터를 필요한 곳으로만 전달합니다.
• 스위치: 하드웨어적으로 MAC 주소를 학습하고, 특정 목적지에만 데이터를 전송하는 장치입니다. 스위치는 주로 LAN(Local Area Network)에서 사용됩니다.

라우터(Router)

• 라우터는 네트워크 간의 데이터를 전송하는 장치입니다. 예를 들어, 가정에서 사용하는 라우터는 로컬 네트워크(LAN)와 인터넷(WAN)을 연결하는 역할을 합니다. 라우터는 IP 주소를 기반으로 데이터를 전송하며, 네트워크 간의 경로를 결정합니다.

레이어 모델

• 네트워크 장비들은 OSI 모델 또는 TCP/IP 모델의 레이어에 따라 작동합니다.
  • 레이어 1 (물리 계층): 허브와 같은 단순한 장치는 이 레이어에서 작동하며, 데이터를 이해하지 않고 단순히 전달합니다.
  • 레이어 2 (데이터 링크 계층): 스위치는 이 레이어에서 작동하며, MAC 주소를 기반으로 데이터를 처리하고 전송합니다.
  • 레이어 3 (네트워크 계층): 라우터는 IP 주소를 사용하여 네트워크 간에 데이터를 전송하며 이 레이어에서 작동합니다.

현대 네트워크 환경

오늘날 대부분의 네트워크에서는 이더넷과 무선(Wi-Fi)을 사용하며, 허브보다는 스위치와 라우터가 주로 사용됩니다. 특히 Wi-Fi 6과 같은 최신 기술은 무선 환경에서도 더 나은 성능을 제공하며, 여러 장치가 동시에 통신할 수 있도록 돕습니다.결론적으로, 네트워크 장비들은 각기 다른 역할을 하며 데이터 전송을 효율적으로 처리하기 위해 발전해왔습니다.