네트워크

네트워크

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네트워크는 분산돼 있는 컴퓨터들이 자원이나 정보를 공유하기 위해 통신망으로 연결한 시스템이다. 이는 현대 정보 기술의 근간이 되는 핵심 인프라로, 인터넷의 기본 구조를 형성하는 요소이다.

네트워크의 주요 특징

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컴퓨터 네트워크는 다음과 같은 특징을 가지고 있다:

• 지리적 장소의 제약 없이 모든 종류의 물리적·논리적 자원을 효율적으로 공유할 수 있다.
• 여러 컴퓨터가 동시에 작업을 수행하는 병렬 처리가 가능하여 컴퓨팅 성능을 대폭 향상시킨다.
• 데이터와 정보의 실시간 교환이 가능하여 협업과 통신 효율성을 극대화한다.
• 누구나 접근할 수 있는 개방성으로 인해 중요한 보안 문제가 발생할 가능성이 있다.
• 네트워크 확장성이 용이하여 새로운 장치를 쉽게 추가하고 연결할 수 있다.

네트워크 주소

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네트워크 주소는 네트워크 상에 존재하는 노드를 고유하게 식별하기 위한 식별자이다. 이 주소 체계는 네트워크 통신의 근간이 되는 요소이다.

MAC 주소 (물리적 주소)

MAC 주소는 Link 계층에서 사용하는 물리적 장치를 식별하는 고유한 주소이다. 다음과 같은 특징을 가진다.

• 48비트(6바이트) 길이의 고유한 하드웨어 식별자이다.
• 제조사에 의해 할당되며 일반적으로 변경되지 않는 고정값이다.
• 16진수로 표현되며 각 두 자리 숫자 사이에 콜론(:)이나 하이픈(-)으로 구분한다.
• 로컬 네트워크 내에서 장치 간 통신을 위해 사용된다.

IP 주소

IP 주소는 Network 계층에서 사용하며 인터넷 상에서 장비를 식별하는 논리적 주소이다. 다음과 같은 특징과 종류가 있다:

IPv4

• 32비트 크기의 주소 체계를 사용한다.
• 점(.)으로 구분된 4개의 8비트 숫자(옥텟)로 표현된다.
• 약 43억 개의 고유 주소를 제공할 수 있다.
• 현재 가장 널리 사용되고 있는 IP 주소 체계이다.

IPv6

• 이전 버전인 IPv4의 주소 고갈 문제를 해결하기 위해 개발되었다.
• 128비트 크기의 주소 체계를 사용한다.
• 콜론(:)으로 구분된 8개의 16비트 16진수 그룹으로 표현된다.
• 거의 무한대에 가까운 주소 공간을 제공한다.

서브넷 마스크와 주요 IP 주소

서브넷 마스크(넷마스크)는 IP 주소를 네트워크 부분과 호스트 부분으로 구분하는 중요한 네트워킹 개념이다. 32비트 이진수로 구성되며, IP 주소의 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하는 역할을 한다. 예를 들어, 255.255.255.0(이진수로 11111111.11111111.11111111.00000000)이라는 서브넷 마스크는 IP 주소의 처음 24비트가 네트워크 부분이고 나머지 8비트가 호스트 부분임을 나타낸다.

주요 특수 IP 주소는 다음과 같다:

• 0.0.0.0: 네트워크에서 특별한 의미를 가진 비라우팅 메타 주소이다. 서버가 모든 네트워크 인터페이스에서 연결을 수신하도록 할 때 사용된다. 이는 서로 다른 클라이언트가 해당 서버에 접근할 수 있음을 의미한다.
• 127.0.0.1: 루프백 주소(localhost)로, 자신의 컴퓨터를 가리킨다. 데이터가 외부 인터넷으로 나가지 않고 내부에서 처리됨을 의미한다.

IP 주소 클래스

IP 주소는 네트워크 크기에 따라 다섯 가지 클래스로 나뉘며, 각 클래스는 고유한 특성과 용도를 가지고 있다.

클래스 A

• IP 범위: 1.0.0.0 ~ 127.255.255.255
• 첫 번째 옥텟 범위: 1 ~ 126 (127은 루프백용으로 예약)
• 기본 서브넷 마스크: 255.0.0.0 (/8)
• 네트워크/호스트 구조: 첫 번째 옥텟은 네트워크 부분, 나머지 세 옥텟은 호스트 부분
• 호스트 수: 약 1,670만 개 (2^24 - 2)
• 네트워크 수: 126개
• 특징: 대규모 네트워크용이며, 첫 번째 비트는 항상 0이다.

클래스 B

• IP 범위: 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255
• 첫 번째 옥텟 범위: 128 ~ 191
• 기본 서브넷 마스크: 255.255.0.0 (/16)
• 네트워크/호스트 구조: 처음 두 옥텟은 네트워크 부분, 나머지 두 옥텟은 호스트 부분
• 호스트 수: 65,534개 (2^16 - 2)
• 네트워크 수: 16,384개
• 특징: 중간 규모 네트워크용이며, 첫 두 비트는 10이다.

클래스 C

• IP 범위: 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255
• 첫 번째 옥텟 범위: 192 ~ 223
• 기본 서브넷 마스크: 255.255.255.0 (/24)
• 네트워크/호스트 구조: 처음 세 옥텟은 네트워크 부분, 마지막 옥텟은 호스트 부분
• 호스트 수: 254개 (2^8 - 2)
• 네트워크 수: 약 210만 개
• 특징: 소규모 네트워크용이며 가장 일반적으로 사용되고, 첫 세 비트는 110이다.

클래스 D

• IP 범위: 224.0.0.0 ~ 239.255.255.255
• 첫 번째 옥텟 범위: 224 ~ 239
• 특징: 멀티캐스트 주소로 사용되며, 한 호스트에서 여러 장치로 데이터 스트림을 동시에 전송하는 데 활용된다. 오디오/비디오 스트리밍, IP 기반 케이블 TV 네트워크, 실시간 주식 시장 데이터 전송 등에 사용되고, 첫 네 비트는 1110이다.

네트워크 장비

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라우터(Router)는 네트워크 간 데이터 전송을 관리하고 제어하는 핵심 장치이다. 다음과 같은 특징을 가진다:

• 서로 다른 네트워크를 연결하는 중계 장치 역할을 한다.
• IP 주소를 기반으로 데이터 패킷의 최적 경로를 결정한다.
• 라우팅 테이블을 유지하여 효율적인 데이터 전송을 보장한다.
• 네트워크 보안의 첫 번째 방어선 역할을 수행한다.

네트워크 시스템 아키텍처

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클라이언트-서버 모델

현대 네트워크 아키텍처의 대표적인 모델은 클라이언트-서버 구조이다.

서버의 특징

• 상시 동작하고 있는 고정 IP를 가진 호스트이다.
• 클라이언트의 요청을 처리하고 응답하는 역할을 수행한다.
• 높은 가용성과 안정성이 요구된다.
• 웹 서버, 메일 서버, 파일 서버 등 다양한 유형이 존재한다.

클라이언트의 특징

• 필요할 때마다 서버와 통신할 수 있는 컴퓨터이다.
• 동적 IP 주소를 사용할 수 있다.
• 서버에 서비스를 요청하고 결과를 받는 역할을 한다.
• 웹 브라우저, 이메일 클라이언트, 파일 전송 프로그램 등 다양한 형태로 존재한다.

이러한 클라이언트-서버 모델은 현대 인터넷의 기본 구조를 형성하며, 효율적인 자원 관리와 확장성을 제공한다.