dongzzirit 님의 블로그

1. 네트워크, 왜 필요한 걸까?

우리가 친구한테 메시지 보내거나 유튜브 영상 보는 것도 다 네트워크 덕분이다. 네트워크는 여러 기기들이 서로 연결돼서 정보를 주고받고, 자원도 공유할 수 있게 해주는 통신 시스템이다. 웹페이지를 띄우거나, 파일을 주고받고, 데이터를 정확하게 전달하는 것도 전부 네트워크가 도와주는 일이다. 데이터가 잘못된 길로 가지 않게 길잡이 역할도 하고, 여러 장치를 거칠 때는 그 사이사이 연결도 챙겨준다. 요즘 세상에서 네트워크 없이 살긴 힘들다.

2. 프로토콜이란?

 

기기들끼리 데이터를 주고받으려면 서로 말이 통해야 한다. 한국어로 질문했는데 영어로 답하면 대화가 안 되듯이, 네트워크에서도 서로 지켜야 할 규칙이 있다. 그걸 ‘프로토콜’이라고 부른다. 통신을 할 때 필요한 절차, 형식 같은 걸 정해놓은 약속이라고 보면 된다. 모든 기기는 이 약속에 따라야만 통신이 가능하다.

3. 모든 기능을 하나에? 그건 너무 비효율적이다

네트워크 기능을 하나로 뭉뚱그리면 편할 것 같지만, 실제로는 완전 비효율적이다. 마치 앱을 하나 짜는데 코드 전부를 한 파일에 몰아넣는 것처럼. 고치기도 어렵고, 새 기능 추가하기도 힘들어진다. 그래서 네트워크도 기능을 나눠서 관리한다. 이걸 ‘모듈화’라고 하고, 각 모듈(계층)이 자기 역할만 잘하면 시스템 전체도 깔끔하게 돌아간다.

4. 계단처럼 나눠서 관리한다 – OSI 모델

네트워크 기능을 나누는 데 가장 많이 쓰는 기준이 바로 ‘OSI 7계층’이다. 기능별로 층층이 쌓여 있는 구조인데, 총 7개 층으로 구성되어 있다. 위에서부터 아래로 내려가면서 각 계층이 다른 역할을 담당하고, 아래 계층의 도움을 받아서 자기 일을 처리하는 구조다. 개발자나 네트워크 공부할 때 자주 보게 되는 모델이다.

5. OSI 7계층, 계층별 역할은?

계층 번호 주요 역할 주요 프로토콜

6. L5~L7: 앱과 가까운 계층들

• 응용 계층 (L7)
  웹사이트 요청, 이메일, 도메인 변환 등 실제 앱이 쓰는 통신 방식들을 다룬다. HTTP, SMTP, DNS 같은 게 여기 들어간다.
• 표현 계층 (L6)
  데이터를 보내기 전에 어떤 형식으로 보낼지 정하는 곳. 인코딩, 암호화, 압축 같은 걸 담당한다.
• 세션 계층 (L5)
  통신을 시작하고 끝내는 연결 관리. 마치 전화 걸고 끊는 것처럼, 앱끼리 통신할 때 필요한 연결을 유지한다.

이 세 계층은 앱과 밀접하게 연결되어 있어서, 통틀어 ‘어플리케이션 레이어’라고도 부른다.

7. L3~L4: 데이터가 움직이는 핵심

• 전송 계층 (L4)
  데이터가 빠르게 갈지, 신뢰성 있게 갈지를 정한다. TCP는 안정적이고, UDP는 빠르지만 조금은 위험부담이 있다.
• 네트워크 계층 (L3)
  데이터를 어느 경로로 보낼지 정한다. IP 주소 보고 목적지를 찾고, 최적 경로로 데이터가 가도록 한다.

8. L1~L2: 실제로 데이터가 오가는 곳

• 데이터 링크 계층 (L2)
  같은 네트워크 안에 있는 장치들끼리 통신할 때 사용된다. MAC 주소 기반으로 동작하고, 오류가 있는지도 검사한다.
• 물리 계층 (L1)
  데이터를 진짜 전기 신호나 무선 신호로 바꿔서 케이블이나 와이파이를 통해 전송한다. 완전 하드웨어적인 계층.

9. 데이터는 ‘포장’돼서 전송된다 – 캡슐화

메시지를 보내면, 위에서 아래로 내려오면서 각 계층이 자기 정보를 하나씩 덧붙인다. 이게 마치 선물을 포장하는 것처럼 여러 겹으로 싸여지는 건데, 이 과정을 ‘캡슐화’라고 한다.

도착한 메시지는 반대로 아래에서 위로 올라가면서 포장이 하나씩 벗겨진다. 각 계층이 자기 역할만 수행하고 위로 넘기는 식이다. 이건 ‘역캡슐화’라고 한다.

10. OSI 모델만 있는 건 아니다 – TCP/IP 모델

실제 인터넷에서 쓰이는 건 OSI보다 TCP/IP 모델이 더 많다. 이건 4계층으로 구성돼 있다.

• 애플리케이션 계층: OSI의 L5~L7 통합
• 전송 계층: TCP/UDP 담당
• 인터넷 계층: IP 주소를 통한 경로 설정
• 네트워크 접근 계층: 물리적 전송

OSI 모델이 개념 정리에 좋다면, TCP/IP는 실제 구현에 더 가까운 구조라고 보면 된다.

※ 이 내용은 아래 유튜브 영상을 참고해 정리했습니다.
출처: OSI 7계층 설명 영상 - 유튜브

1. 들어가며: 네트워크와 인터넷, 왜 알아야 할까요?

이 글을 통해 우리는 네트워크가 무엇인지, 인터넷이 무엇인지, 그리고 인터넷이 어떻게 동작하는지를 완벽하게 이해할 수 있습니다. 매일 사용하는 스마트폰, 컴퓨터, 스마트 TV 등 다양한 디지털 기기들이 어떻게 서로 연결되고 데이터를 주고받는지 궁금하셨다면, 이 글이 그 궁금증을 해결해 줄 것입니다. 우리가 살아가는 디지털 세상의 근간을 이루는 네트워크와 인터넷의 기본 개념부터 실제 동작 방식까지, 차근차근 알아보겠습니다.

2. 우리 집 네트워크는 어떻게 만들어질까요?

가정에서 인터넷에 연결하기 위해서는 몇 가지 필수적인 장치와 과정이 필요합니다. 통신사에서 모든 설치를 해주지만, 그 원리를 알면 더 유용합니다.

• IP 주소: 인터넷상의 우리 집 주소 인터넷에 연결된 모든 기기는 고유한 주소를 가집니다. 이것이 바로 IP(Internet Protocol) 주소입니다. 우리가 인터넷에 가입하면 통신사가 자동으로 이 주소를 할당해 줍니다. IP 주소는 인터넷상에서 우리 집의 위치를 알려주는 중요한 역할을 합니다.
• 모뎀: 신호 변환의 시작 인터넷 케이블이 집으로 들어오면 가장 먼저 연결되는 장치가 바로 모뎀(Modem)입니다. 모뎀은 인터넷 신호를 우리가 사용하는 디지털 기기들이 이해할 수 있는 신호로 변환하거나, 반대로 디지털 기기의 신호를 인터넷으로 보낼 수 있는 형태로 변환하는 역할을 합니다. 즉, 신호 변환 장치라고 생각하면 됩니다.
• 공유기: 여러 기기를 하나로 묶는 허브 모뎀 다음에는 공유기(Router 또는 Home Router)를 연결합니다. 공유기는 한 개의 IP 주소를 여러 기기들이 동시에 사용할 수 있도록 해주는 핵심 장치입니다. 스마트 TV, 컴퓨터, 스마트폰 등 다양한 기기들을 공유기에 연결하면, 이 모든 기기가 같은 네트워크 소속이 되어 서로 통신할 수 있으며, 동시에 인터넷에도 연결될 수 있습니다. 유선(랜선)과 무선(Wi-Fi) 방식으로 기기를 공유기에 연결할 수 있습니다.
• 스위치: 더 많은 기기 연결을 위한 확장 장치 만약 공유기의 랜 포트가 부족하여 더 많은 유선 기기를 연결해야 할 때, 스위치(Switch) 또는 스위칭 허브를 사용합니다. 스위치는 같은 네트워크 내에 있는 기기들이 서로 통신할 수 있도록 하며, 공유기의 포트 수를 확장하는 역할을 합니다. 스위치를 공유기에 연결하고, 다시 스위치에 컴퓨터 등 기기들을 연결하면 모든 기기가 같은 네트워크에 소속되어 인터넷을 사용할 수 있게 됩니다.

3. 네트워크란 무엇인가요?

위에서 살펴본 것처럼, 우리 집에서 여러 기기가 서로 데이터를 주고받고 인터넷에 연결되는 모습이 바로 '네트워크'의 한 예시입니다. 네트워크란 컴퓨터나 기타 기기들이 리소스를 공유하거나 데이터를 주고받기 위해 유선 또는 무선으로 연결된 통신 체계를 의미합니다. 쉽게 말해, 기기들이 서로 소통할 수 있도록 연결된 망이라고 생각할 수 있습니다.

4. LAN과 WAN: 네트워크의 종류

네트워크는 그 범위에 따라 크게 두 가지 종류로 나눌 수 있습니다.

• LAN (Local Area Network): 우리 주변의 작은 네트워크 LAN은 집, 학교, 회사, 건물처럼 제한된 범위 내에서 컴퓨터나 기타 기기들을 연결하여 데이터나 리소스를 공유할 수 있도록 하는 네트워크입니다. 우리가 가정에서 구축하는 네트워크가 바로 LAN의 대표적인 예시입니다.이더넷과 와이파이: LAN을 구성하는 핵심 기술 LAN을 구성하는 두 가지 중요한 기술은 유선 통신을 담당하는 이더넷(Ethernet)과 무선 통신을 담당하는 와이어리스 LAN(Wireless LAN)입니다. 특히 와이어리스 LAN은 우리가 흔히 사용하는 와이파이(Wi-Fi)로 불립니다.
• WAN (Wide Area Network): 넓은 세상을 잇는 네트워크 WAN은 여러 LAN이나 다른 종류의 네트워크들을 하나로 묶어 멀리 떨어진 기기들도 통신이 가능하도록 하는 네트워크입니다. LAN보다 훨씬 넓은 범위를 커버하며, 지리적으로 떨어진 지역을 연결합니다.4G, 5G: 무선 WAN의 대표적인 예시 우리가 스마트폰으로 사용하는 4G, 5G 이동통신 기술도 바로 무선 WAN의 한 종류입니다. 전국에 퍼져있는 은행 ATM이 중앙 전산망에 연결되어 작동하는 것도 WAN의 예시입니다.

5. 인터넷이란 무엇인가요?

그렇다면 인터넷은 무엇일까요? 인터넷은 단순히 우리가 웹사이트에 접속하는 통로 그 이상입니다. 인터넷은 '네트워크들의 네트워크'라고 불리며, 세계에서 가장 큰 WAN이라고 할 수 있습니다. 전 세계의 수많은 LAN과 WAN들이 서로 연결되어 하나의 거대한 통신망을 이룬 것이 바로 인터넷입니다. 따라서 인터넷은 전 세계를 커버하는 글로벌 네트워크입니다.

6. ISP: 인터넷 연결의 문지기

우리가 인터넷을 사용하기 위해서는 누군가가 인터넷 연결 서비스를 제공해야 합니다. 그 역할을 하는 존재가 바로 ISP(Internet Service Provider), 즉 인터넷 서비스 제공업체입니다. 우리나라의 KT, SK브로드밴드, LG유플러스와 같은 통신사들이 대표적인 ISP에 해당합니다. ISP는 일반 사용자나 회사, 기관 등이 인터넷을 사용할 수 있도록 인터넷 연결 서비스를 제공합니다.

7. 인터넷은 어떻게 연결될까요? ISP 계층 구조와 라우터의 역할

우리가 가입한 ISP를 통해 전 세계 어디에 있는 서버와도 통신할 수 있는 이유는 무엇일까요? 이는 인터넷이 여러 ISP 네트워크의 복잡한 연결로 이루어져 있기 때문입니다.

• ISP 티어(Tier) 구조: 인터넷의 계급도 ISP는 그 역할과 규모에 따라 계층(Tier)으로 나뉩니다.티어 1: 인터넷의 중추, 백본 네트워크 티어 1 ISP는 국제적인 범위의 네트워크를 가지고 있으며, 인터넷에 있는 모든 네트워크에 접근할 수 있습니다. 이들은 '인터넷 백본'이라고 불리며 인터넷의 중추 역할을 합니다. 티어 1 ISP는 일반 사용자에게 직접 서비스를 제공하기보다는, 다른 하위 티어 ISP와 연결되어 인터넷 전체가 유기적으로 작동하도록 합니다. 이들 간에는 트래픽 전송 비용을 주고받지 않는 '피어링' 협약을 맺는 것이 일반적입니다.티어 2: 국가 및 광역 서비스 제공자 티어 2 ISP는 국가 또는 넓은 지방의 범위를 커버하는 네트워크를 보유합니다. 우리나라의 주요 통신사(KT, SK브로드밴드, LG유플러스)가 여기에 해당합니다. 이들은 일반 사용자나 기업에 인터넷 연결 서비스를 직접 제공하며, 티어 1 ISP와 연결되어 인터넷의 모든 영역에 접속합니다. 티어 2 ISP 간에도 서로 비용 정산 없이 데이터를 주고받는 경우가 많지만, 티어 1 ISP를 이용할 때는 비용을 지불합니다.티어 3: 지역 기반 서비스 제공자 티어 3 ISP는 작은 지역 범위를 커버하며, 해당 지역 내에서 인터넷 연결 서비스를 제공합니다. 자체 네트워크가 없는 경우도 있으며, 상위 ISP(티어 1 또는 티어 2)에게 비용을 지불하고 인터넷 트래픽을 구매하여 사용자에게 서비스를 제공합니다.
• 라우터: 데이터 길잡이 이처럼 다양한 ISP 네트워크들이 서로 연결되어 데이터를 주고받을 수 있게 하는 핵심 장치가 바로 라우터(Router)입니다. 라우터는 데이터를 목적하는 네트워크로 보내는 역할을 합니다. 우리가 데이터를 보낼 때, 데이터는 여러 라우터를 거쳐 목적지 IP 주소를 찾아 이동합니다. 라우터는 서로 다른 ISP가 관리하는 네트워크를 연결하는 다리 역할도 수행합니다.
• 데이터는 어떻게 이동할까요? 우리가 컴퓨터에서 웹사이트에 접속하거나 파일을 보낼 때, 데이터는 먼저 우리가 가입한 ISP의 라우터로 전달됩니다. 이 라우터는 목적지까지 데이터를 보내기 위해 다른 ISP 네트워크의 라우터로 데이터를 넘기고, 이 과정이 반복되어 최종적으로 목적지에 도달합니다. 즉, 데이터는 여러 라우터와 여러 ISP 네트워크를 거쳐 이동하게 됩니다.

8. 네트워크를 이루는 장치들: 노드, 엔드 시스템, 클라이언트-서버

네트워크는 다양한 장치들로 구성되어 있으며, 이들을 통칭하는 용어들이 있습니다.

• 노드: 네트워크에 연결된 모든 장치 노드(Node)는 네트워크를 구성하는 컴퓨터, 공유기, 스위치, 모뎀, 라우터 등 네트워크에 연결된 모든 장치를 통틀어 부르는 말입니다.
• 엔드 시스템 (호스트): 네트워크의 끝에서 서비스를 사용하는 장치 노드 중에서 네트워크의 끝에 있는 장치를 엔드 시스템(End System) 또는 호스트(Host)라고 부릅니다. 이들은 주로 일반 사용자가 애플리케이션을 사용하기 위해 연결된 장치들입니다. (예: 스마트폰, 컴퓨터, 스마트 TV)
• 클라이언트와 서버: 요청하고 응답하는 관계 엔드 시스템은 주로 클라이언트(Client)와 서버(Server)로 나뉩니다.클라이언트: 다른 호스트의 데이터나 리소스를 요청하는 호스트를 의미합니다. 예를 들어, 우리가 컴퓨터로 유튜브 영상을 볼 때, 우리의 컴퓨터는 유튜브 서버에 영상을 요청하는 클라이언트가 됩니다.서버: 다른 호스트에게 서비스를 제공하는 호스트입니다. 클라이언트의 요청에 따라 데이터나 리소스를 제공합니다. 유튜브 영상이 저장되어 있고, 우리의 요청에 응답하여 영상을 전송해 주는 유튜브의 컴퓨터가 바로 서버입니다.클라이언트와 서버는 서로 다른 호스트이지만, 매우 긴밀하게 협력하여 다양한 기능을 수행하며, 이러한 방식으로 동작하는 애플리케이션을 '클라이언트-서버 모델'로 동작한다고 말합니다.

※ 이 내용은 아래 유튜브 영상을 참고해 정리했습니다.

출처 - 네트워크와 인터넷 개념 설명!(쉬운 코드) - 유튜브