Network_01_Protocol Basis
<Hist>
[2023-01-18] 생성
<Note>
안녕하세요, 오늘은 Network에 대한 기본적인 이론을 다뤄볼 예정입니다.
제가 나름대로 정리를 하려 노력을 하였으나, 완벽한 정리를 하지 못하여, 꽤 지루할 수도 있는 시간이 될 것 같습니다. 흥미가 많이 떨어지는 이야기일 수 있으나, 재미있게 다룰 수 있도록 노력하겠습니다!
■ 먼저, Network란 무엇일까요?
Network는, 서로 다른 Device들(PC, Smart Phone 등)을 Network Device(Router, Switch 등)와
Media(Cable, Radio Wave)로 연결하여, 정보와 자료를 공유할 수 있는 망 또는 그런 망을 구성하는
행동을 말합니다. 흔히 컴퓨터로 온라인 게임을 하거나, 스마트폰으로 쇼핑을 하기 위해 관련 Site와
연결하는 등의 일련된 행위, 그 행위로 만들어진 망이라고 말할 수 있지요. 인터넷은 전 세계가 연결된
거대한 Network 망이고, 그 망은 세계 곳곳에 펼쳐진 장비들에 의해 유지됩니다. 망을 유지하기 위한
지식을 가진 여러 전문가들이 망이 유지하고, 끊어진 연결에 대한 조치가 이뤄지거나 재구성됩니다.
새로운 망이 만들어지기도 하지요.
■ 이러한 Network는 어떻게 만들어지게 되었을까요?
현재 우리가 사용하고 있는 Network가 개발되기 전, 예전에 사용하던 유선 전화기와 비슷한 형태의
통신망으로만 통신을 하고 있었습니다. 이를 회선 교환 방식(Circuit Switching, PSTN 방식)이라고
하는데요. 무척이나 불편한 점이 많았습니다.
1) 회선 교환 방식(Circuit Switching, PSTN)의 단점
회선 교환 방식은, 실생활에서 사용되는 유선 전화나 스마트폰을 통해 이뤄지는 통화 방식과 다소
유사한 점이 있습니다. 실생활의 전화 통화에 비교하여 생각해보시면, 이해하기가 무척 쉽습니다.
(특히!!! 군 유/무선 통신장비 만져보신적 있으신 분들은 크게 공감이 가면서 이해도가 급격하게
늘어날 것입니다.)
- Call Setup
먼저, 모든 회선상의 연결에 "연결 시간"이 필요했습니다.
요즘은 많이 사라졌지만, 유선 전화기를 사용해본 사람이 많을겁니다. 상대방에게 전화를 걸기
위해서는, 상대방의 전화번호를 누르고 상대방이 전화를 받을때까지 기다려야만 했죠. 지금의
스마트폰의 통화 기능과 별반 다르지 않습니다. 이렇듯 상대방과의 연결을 개설하는 과정에서
시간이 소모되었고, 그러한 시간은 불편함으로 다가오기에 충분했죠.
- 회선이 공유되지 않음.
당시 통신은 1 대 1로 연결되었습니다. 이를 핫라인 방식(Hot-Line)이라고도 하는데요, 이렇게
"점유"된 회선은 두 지점간 통신이 이뤄지는 동안 "독점"되어 다른 사용자들이 이용할 수 없는
상태가 되었습니다. 실생활에서도 이러한 상황이 자주 발생합니다. 제가 전화로 통화를 원하는
사람이 이미 다른 사람과 통화중이라면, 저는 그 통화가 끌날 때까지 제가 원하는 통화를 할 수
없을 것입니다. 이러한 단점은 모든 통신 분야에 걸쳐 존재했습니다.
- 경로의 우회가 불가능함.
위와 같은 이유로, 통신이 1 대 1로 연결되는 특성상, 특정 대상에 대한 연결을 수립할 수 없는
상황이 발생하면(즉, Hot-Line이 끊어지면,), 기존 개설되어있는 다른 경로로는 연결이 불가능
하였습니다. 끊어진 연결을 복구하거나, 새로운 경로를 연결하는 방법만이 있었죠.
2) 패킷 교환 방식(Packet Switching)망의 등장
이러한 단점들을 개선하기 위해, 미 국방성(ARPA)에서는 1969년에 "패킷 교환 방식망"이라는
새로운 통신 방식이 적용된 통신망을 개발합니다. 이를 ARPA Net이라고 하죠. 인터넷의 시초로
많이 알고 계실겁니다. ARPA Net은 앞서 열거된 PSTN의 단점을 보완하기에 충분했습니다.
(이번에는 PC 통신(Mail이나 Messenger 등)에 비교하며 생각해보시면, 편할겁니다.)
- 단축된 Call Setup
모든 회선이 연결되어있는 상태로 대기되는 방식으로, 통신 연결시간이 크게 단축되었습니다.
항시 연결되어있는 방식으로, 남은건 상대측 사용자의 "확인"뿐이었죠.
- 시분할 방식 (회선의 공유)
Data의 전송에 대한 시간 기준 분할 방식을 적용하여, 회선의 공유가 가능해졌습니다. 시간에
따라, Data의 전송을 구분하여, 한 회선에서 순차적으로 여러 Data를 전송할 수 있게 되었죠.
- 경로 우회 가능
연결은 "Net", 그물과 비슷한 형태로 구성되었습니다. 기존의 1 대 1 연결이 아닌, 다중 연결로
이루어졌고, 그에 따라 한 경로가 단절되어도 다른 경로를 통해 우회가 가능해졌습니다.
3) Network의 발전
ARPA Net의 등장 이후, 네트워크 제어 프로토콜(NCP, Network Control Protocol)이 개발되어
각 Host PC의 운영 체제에 상주하게 되고, 전반적인 Network 제어가 이루어졌습니다.
NCP는 주로 PC 내의 작업간 전달될 Message의 통신로를 확보하는 것과 확보된 통신로에 대한
Message 흐름을 제어하는 역할을 하였습니다.
이후 TCP/IP 등 Network 관련 Protocol이 발달하였습니다. 여담으로, IP는 TCP 버전이 4일 때
만들어졌고, 이에 대한 통일성을 위해 v4로 만들어졌습니다. 고로, IPv4가 시작이며, IPv1이나
IPv2같은건 없습니다. Network가 계속 개발되던 중 1989년에 WWW(World Wide Web)이
만들어졌습니다. HTTP, HTML, URI를 이용한 Hyperlink 등 지금도 널리 사용되는 편의 기능들이
있었고, 이는 기업이 상업적으로 이용하기에 무척 매력적인 요소였습니다. 결국, 기업들의 상업적
목적으로 사용되는 것이 허가되며 사용자가 폭발적으로 증가하였습니다. 물론 그에 따라 발달되는
속도도 두드러지게 빨라졌죠.
기업에 허가되기 이전까지는 대학, 연구소, 미 국방성 등으로 사용이 한정되어, IP 주소의 고갈에
대한 문제가 없었으나, Network가 지속적으로 발달되고, 그 규모가 커지며, 사용자가 지속적으로
증가함에 따라 IPv6의 필요성이 제기되기까지 이르렀습니다.
(여담으로, IPv5는 실험 목적으로 만들어졌다가 폐기되었습니다.)
■ 이렇게 만들어진 Network는 어떠한 요소들을 가지고 있을까요?
앞서 설명한 Network를 구성하는 구성 요소들은 다음과 같습니다.
1) 장비, 기기 (Device)
종단 장치(End Device)라고도 합니다. PC나 스마트폰, Tablet, IP Phone같은 기기들이 여기에
속하죠. 고객(Client) 계층이 이러한 기기를 사용하며, 서비스를 이용합니다. 네트워크 관리자들은
(Administrator 또는 Network Manager) 이러한 기기에 대한 연결을 유지하여, Client 측에서
서비스를 이용하기에 불편함이 없도록 유지하는 역할을 주로 맡습니다. 물론 여기엔 보안 등 여러
분야에 걸친 다른 역할도 포함되어있습니다.
2) 매체 (Media)
Network의 유형은 전송되는 형태에 따라 Wired(유선) / Wireless (무선)으로 나뉩니다.
Wired Network는 Cable(을 통해 연결됩니다. Cable 종류는 재질이나 직경, 연결부(전송 Data)
등에 따라 다양합니다. Copper Cable(구리), Fiber(광 섬유) 등이 대표적입니다.
Cable로 장비가 서로 연결되고, 시설(IDC, Data Center 등)을 구성합니다. 이렇게 각지에 구성된
시설/지점들은 지하 또는 해저 등에 매설된 Cable을 통해 서로 연결됩니다. 우리가 흔히 사용하는
KT GIGA, SK Broadbank 등 유선 인터넷 서비스도 이 망의 연장선에 있습니다.
Wireless Network는 대기를 통해 전파를 전송합니다. 요즘 대부분의 사람들이 사용하는 Smart
Phone은 기본이고, 유선 LAN Card만 있는 PC에 별도의 무선 LAN Card만 달아도 어렵지 않게
사용할 수 있는 통신 유형입니다. 별도 Cable 연결이 필요하지 않아, 무척이나 편리하지만, 속도나
보안 등 여러 부분에서 아직 많이 부족한 점이 단점입니다.
3) 정보 (Data, Message)
Network의 목적입니다. Data를 전송하기 위해, 0과 1로 이루어진 이진수의 나열을 통해 정보를
전송합니다. 이를 2진 Data(Binary Data)라고 합니다.
4) 통신 규약 (Protocol)
이러한 정보를 보내기 위해 서로간의 규칙이 필요합니다. 저는 프랑스어를 하지 못하는데, 다른
사람이 유창한 프랑스어로 대화를 시도한다면, 듣게 되더라도 의미를 알지 못하여, 대화가 제대로
이뤄지지 않겠죠? 이렇듯 장비간의 소통에도 "언어"가 필요합니다.
대표적인 예로, 인터넷 표준 Protocol인 TCP와 IP를 들 수 있습니다. 앞으로 배우게 될 무척이나
중요한 개념인데요, TCP와 IP 없이는 인터넷을 설명하기가 무척 힘들 것입니다.
이렇게, Network에 대한 전반적인 부분들을 살펴보았습니다. 설명이 다소 난해하여, 이해가 잘 안되는
분들도 많을 것이라고 생각됩니다. 하지만, 이는 실생활에서 흔히 볼 수 있는 기술이고, 조금 더 관심을
가질 수 있다면, 이해하시기 매우 쉬운 부분이라고 생각이 듭니다. 다음에는 Network 관리자를 위한 OSI 7계층에 대한 부분으로 찾아뵙겠습니다!
<Keyword>
#Network #Protocol