네트워크의 종류와 구조

 

네트워크의 종류

- LAN (Local Area Network)

: 근거리 네트워크

: 유선케이블, 적외선 링크, 무선 송수신기(wifi, zigbee, bluetooth) 등으로 통신

- CAN (Campus Area Network)

: 대학 캠퍼스 기관과 사무실을 연결

: 건물 내부는 LAN 케이블로, 건물끼리는 광섬유 케이블로 연결된 형태

- MAN (Matropolitan Area Network)

: 도시와 도시를 연결하는 네트워크 (WAN개념에 예속)

- WAN (Wide Area Network)

: 두 개 이상의 LAN을 넓은 지역에 걸쳐 연결한 형태

- Intranet

: 전용회선으로 연결된 사설 네트워크

: 보안성이 중요한 조직 내부에서 통신하기 위해 사용

 

 

네트워크의 분야

- 가정 네트워크

: ISP(Internet Service Provider, 인터넷 서비스 제공자)를 통해 네트워크 서비스 이용

: 건물내에 브로드밴드 라우터를 설치

- FA (Factory Automation)

: 공장에서의 자동화 설비와 PLC(Programmable Logical Controller)를 위한 네트워크.

- OA (Office Automation)

: 사무실을 위한 웹 서버, DB서버, DNS 서버 등으로 구성된 네트워크

- 스마트 팜, 스마트 팩토리

: 농장이나 공장에서 다양한 장비를 네트워크로 연동하여 센서로 감지한 데이터를 이용

 

 

 

네트워크의 구성 (예시)

- 백본스위치

: 네트워크 중심에 설치되어 모든 데이터가 지나가는 장치

: 서버 및 각 계층의 스위치를 연결

- 라우터

: 데이터를 라우팅 테이블에 따라 최적의 경로로 전송

- 스위치 허브

: 여러대의 PC나 서버를 연결

- 방화벽 및 IPS

: 의도하지 않은 외부의 침입에 대한 통제를 하는 보안장비 및 침입방지시스템

- VPN

: 공중망에 가상 전용선을 구축

- 무선 LAN

: 무선랜카드와 AP(Access Point)로 구성된 무선통신 장비

 

 

 

 

네트워크 접속장치

LAN Card (NIC, Network Interface Card)

- 기기가 외부 네트워크와 연결될 수 있도록 설치하는 확장 카드

- 데이터의 입출력 및 송수신, 프로토콜 처리 등을 담당

- 네트워크를 사용하기 위해서 반드시 필요 (컴퓨터의 경우 메인보드에 내장 되어 있음)

 

 

허브

- 여러대의 기기를 서로 연결하는 장비

- 여러개의 입력포트와 출력포트가 있으며 UTP케이블을 통해 각 기기와 연결

- 여러대의 기기는 허브에 연결되어 허브를 통해 통신

- 더미 허브

: 컴퓨터와 컴퓨터간의 단순한 네트워크 중계

: 네트워크의 전체 대역폭을 노드(기기) 수 만큼 분할하여 사용

: 연결된 기기가 많을 경우 속도 저하

- 스위칭 허브

: 단순 전송기능 뿐만 아니라 수신지 주소로 스위칭하는 기능을 가진 허브

: 스위칭 = 패킷에서 수신 측 주소를 읽어 해당 주소의 단말기로만 데이터를 보내는 기능

: 네트워크의 전체 대역폭을 모든 포트에 동일하게 제공 (연결된 기기가 많아도 속도는 그대로)

- 스태커블 허브

: 스택 접속포트를 갖춘 허브

: 허브와 허브사이를 연결하여 용량을 확장

: 여러대의 허브를 하나의 허브처럼 작동시키는 역할

- 인텔리전트 허브

: 네트워크 관리 시스템이 내장되어 신호의 조절과 변경등 다양한 지능형 기능을 포함한 허브

: 포트 단위의 네트워크 관리 가능

 

 

스위치

- 네트워크의 전체 대역폭을 모든 기기에 동일하게 제공하는 기기

- 기기별로 서로 다른 속도를 연결하는 기능

- 수백대의 기기를 연결가능 (브릿지의 경우 2~3대)

- 허브와 동일한 방식으로 작동하나, 데이터를 동시에 송수신 할 수 있어

많은 데이터를 전송해야하는 작업에서는 허브 대신 스위치를 사용

 

 

브리지

- 2개 이상의 근거리 통신망을 연결하여 통신망의 범위를 확장하는 장치

: 받은 신호를 증폭하여 재전송하는 역할

: 수신지 주소에 따라 특정 네트워크 트래픽만 통과시킴

: 노드가 많은 네트워크에서 충돌 확률을 낮춤

- 스위치와 달리 연결포트에 같은 속도를 지원하며 데이터를 허브 하단의 모든 PC에 전송

- 데이터링크 계층에서 동작

 

 

게이트웨이

- 종류가 다른 두 개 이상의 네트워크를 상호 접속시키는 장비

: LAN, PDN(공중 데이터망), PSDN(공중전화 교환망) 등의 네트워크를 서로 연결

- 브리지와 달리 서로 다른 프로토콜 통신 간에도 프로토콜을 변환하여 데이터 송수신 가능

 

 

중계기 (Repeater)

- 네트워크의 전송거리를 연장하는 장비

: 신호를 재전송하여 더 멀리 보냄

 

 

라우터

- 서로 다른 네트워크 간 통신을 위한 장치

: LAN, WAN, MAN 등을 서로 연결

- IP주소를 바탕으로 데이터가 수신지까지 갈 수 있는 경로를 라우팅 테이블을 통해 결정

- 라우팅 테이블

: 인터넷 상 수신지의 주소를 토대로 경로상의 다음 주소를 결정

: 네트워크 통신은 중간노드 (라우터)를 거쳐서 이루어지며, 각 라우터는 수신지 주소를 바탕으로

적절한 다음 노드로 데이터를 전송

- 오류 패킷의 폐기 기능

- 혼잡 제어 기능

- 라우터 간의 정보 교환을 동적으로 변경

 

 

VLAN (Virtual LAN)

- 가상의 LAN을 구성하여 한대의 스위치로 여러대의 분리된 스위치 처럼 사용

- 여러 대의 네트워크 정보를 하나의 포트를 통해 전송

 

 

네트워크 계층별 장치

- 물리 : Repeater, 허브

: 오류검출 기능이 없으며 받은 신호를 증폭시켜 전송

- 데이터링크 : 브리지, L2 스위치

: MAC 주소를 기반으로 작동

: 브리지의 경우 포트주소와 관련된 Table 보유

- 네트워크 : 라우터, L3 스위치

: 라우팅 (송신지에서 수신지까지의 경로를 설정)

: IP주소를 기반으로 작동

- 전송 ~ 응용 : 게이트웨이, L7 스위치

: 데이터 내 실제 내용을 기반으로 로드벨런싱

: 서로 다른 프로토콜이나 네트워크 연결

 

- L2 스위치 (데이터링크 계층)

: MAC 주소를 기반으로 프레임 전송

: 동일 네트워크 간 연결만 가능

 

- L3 스위치 (네트워크 계층)

: IP 주소를 기반으로 패킷 전송

: 라우터 기능

: 서로 다른 네트워크 연결 가능

 

- L4 스위치 (전송 계층)

: 로드밸런싱 (트래픽 분산 기능)

: IP 주소 및 TCP/UDP를 기반으로 클라이언트의 Request를 서버의 부하가 적은 곳으로 배분

 

- L7 스위치

: IP주소, TCP/UDP 포트정보와 패킷 내용을 참조하여 세밀하게 로드밸런싱