네트워크의 의미와 구성 요소: 기술적 관점에서의 이해

네트워크의 기본 개념

 

네트워크의 의미 - 네트워크란?

'네트워크'는 일상생활에서도 흔히 사용되며, 상황에 따라 다양한 의미로 해석될 수 있습니다. 여기서는 기술적 관점에서 네트워크를 살펴보겠습니다.

기술적 관점에서의 네트워크
네트워크는 '특정한 장치나 규칙을 통해 서로 연결된 대상들의 유기적 시스템'으로 정의됩니다. 기술적 측면에서 네트워크는 '컴퓨터, 스마트폰 등의 기기나 시스템'을 연결하는 구조입니다. 우리가 자주 접하는 네트워크의 예로는 인터넷, 휴대전화 망, 그리고 은행 ATM 등이 있습니다. 특히 인터넷은 컴퓨터와 스마트폰을 연결하는 거대한 네트워크를 의미하며, 휴대전화 망은 4G/5G와 같은 무선 통신 기술을 통해 음성 통화와 데이터 통신을 가능하게 하는 모바일 네트워크입니다.

네트워크의 기본 구성 요소
네트워크에서 연결되는 대상을 '노드'라고 하며, 이 노드 간의 연결이 이루어져야 네트워크라고 부를 수 있습니다. 노드를 연결하는 방식을 '네트워크 토폴로지'라고 하며, 각 노드는 반드시 다른 노드와 선(유선 또는 무선)으로 연결되어 있습니다. 따라서 독립된 단일 노드는 존재하지 않으며, 각 노드의 기능이나 연결 방식이 네트워크의 종류와 구조를 결정합니다.

 

네트워크의 연결 형태와 종류 - 네트워크 연결 방법

네트워크는 기능이나 통신 수단, 용도 등에 따라 연결 형태가 다릅니다. 이런 연결 형태를 가리켜 '네트워크 토폴로지'라고 합니다.

 

네트워크 토폴로지란?
네트워크는 노드(예: 각 컴퓨터와 서버 등) 간의 연결로 구성됩니다. 네트워크 토폴로지는 이러한 노드의 연결 방법이나 형태를 의미하며, 연결하는 상대의 수나 방법에 따라 여러 종류로 분류할 수 있습니다.

 

네트워크 토폴로지의 종류
일반적으로 네트워크 토폴로지에는 다음과 같은 형태가 있습니다:
- 라인 형: 각 노드가 선형으로 연결된 구조
- 링형: 각 노드가 링 형태로 연결된 구조 (예: 토큰링)
- 스타형: 중앙의 허브에 모든 노드가 연결된 구조 (예: 허브 기반 이더넷)
- 버스형: 한 줄의 모선에 모든 노드가 연결된 구조 (예: 동축 케이블 이더넷)
- 트리형: 각 노드가 부모 또는 자식 노드에 연결된 구조 (예: 도메인 이름, 파일 시스템)
- 메시형: 각 노드가 여러 다른 노드와 임의로 연결된 구조 (예: 인터넷이나 센서 네트워크)
네트워크를 구성할 때는 컴퓨터 이외에도 서버, 라우터, 허브, 케이블 등의 하드웨어가 필요합니다. 일반적으로 기기를 허브로 연결하는 것이 가장 기본적인 네트워크입니다.

 

네트워크 구성 요소 - 네트워크로 연결하는 데 필요한 것

네트워크를 구성할 때는 컴퓨터 이외에 서버, 허브, 케이블, 라우터 등이 필요합니다. 각 기기를 허브로 연결하는 것이 가장 기본적인 네트워크라고 할 수 있습니다.

 

네트워크 하드웨어 요소
네트워크를 구성할 때는 컴퓨터 이외에도 서버, 라우터, 허브, 케이블 등의 하드웨어가 필요합니다. 일반적으로 기기를 허브로 연결하는 것이 가장 기본적인 네트워크입니다. 기본적인 네트워크를 이해하기 위해 사무실 내의 컴퓨터와 서버가 연결된 LAN(Local Area Network)을 예로 들 수 있습니다. WAN(Wide Area Network)이나 인터넷은 이러한 기본 네트워크 구성을 기반으로 확장된 개념입니다.
네트워크를 구성하는 기기에는 허브와 라우터가 있습니다. 허브는 여러 기기를 네트워크에 연결하는 장치로, 단순한 연결뿐만 아니라 데이터의 목적지를 해석하여 올바른 노드에 전송하는 기능도 가지고 있습니다. 허브를 이용한 네트워크는 각 기기를 중앙 허브에 연결하여 정보를 공유하는 형태로, 간단한 구조로 구성됩니다.
하나의 LAN은 여러 개의 허브로 구성될 수 있으며, 서로 다른 LAN을 연결할 때는 라우터를 사용합니다. 라우터는 수신한 신호가 자신이 관리하는 LAN으로 온 것인지 판단하여 데이터를 내부로 받아들이거나 다른 라우터에 전달합니다. 내부 통신은 외부로 전송하지 않고 처리하며, 외부 통신은 다른 라우터에 전송하여 처리하도록 합니다.

이러한 네트워크 구조와 기술에 대한 이해는 현대 IT 환경에서 필수적입니다. 다양한 네트워크 토폴로지와 하드웨어의 기능을 파악하면, 더 나은 네트워크 설계를 할 수 있으며, 실제로 이를 활용하여 효율적인 시스템을 구축할 수 있습니다. 네트워크는 오늘날의 디지털 사회에서 중요한 역할을 하며, 그 발전은 계속될 것입니다.

 

데이터 전송 원리 - 네트워크로 데이터 전송하기

기본적인 데이터 전송 방식과 데이터를 신호로 표현하는 방법을 알아보겠습니다. 이러한 개념과 원리를 이해하면 각 네트워크의 특성과 성능을 쉽게 파악할 수 있습니다.

직렬 전송과 병렬 전송
데이터 전송 방식에는 직렬(serial) 전송과 병렬(parallel) 전송의 두 가지가 있습니다. 직렬 전송은 하나의 신호선으로 펄스 형 신호를 보내는 방식이며, 한 번에 1비트의 데이터를 전송합니다. 이 방식은 간단하고 긴 거리에서 신호 손실이 적어 일반적으로 많이 사용됩니다.
반면, 병렬 전송은 여러 신호선을 사용하여 동시에 여러 비트를 전송하는 방식입니다. 예를 들어, 8개 또는 16개의 신호선을 통해 한 번에 8비트 또는 16비트를 전송할 수 있습니다. 병렬 전송은 속도가 빠르지만, 여러 신호선이 필요하므로 장거리에 적합하지 않습니다. 이 때문에 현재의 통신 네트워크에서는 대부분 직렬 전송이 사용됩니다. 직렬 전송은 이론적으로 신호선 하나로 양방향 통신이 가능하지만, 일반적으로 송신용(Tx)과 수신용(Rx) 신호선을 각각 두 개로 사용하는 경우가 많습니다.

비동기 통신과 동기 통신
통신의 시작과 끝에는 특별한 신호와 약속이 필요합니다. 이러한 신호가 없으면 수신자가 데이터를 수신할 때 어디부터 어디까지가 데이터인지 알 수 없습니다. 통신을 시작하는 신호를 시작 비트(start bit), 종료하는 신호를 종료 비트(stop bit)라고 합니다. 시작 비트와 종료 비트가 있다면, 예를 들어 0이 계속되는 데이터라도 신호가 없는 것인지 아니면 0이라는 데이터를 보내는 것인지 구분할 수 있습니다. 이처럼 시작과 종료 신호를 사용하는 통신 방식을 비동기 통신(start-stop synchronism)이라고 합니다.
반면, 동기 통신은 클럭 신호를 사용하여 데이터를 전송하는 방식입니다. 클럭 신호는 시계의 초침처럼 일정한 간격으로 발생하는 신호로, 데이터는 이 클럭 신호의 펄스에 맞춰 전송됩니다. 동기 통신은 데이터 전송의 정확성을 높이는 장점이 있지만, 클럭 신호를 맞추는 것이 필요합니다.
이와 같은 데이터 전송 원리를 이해하면 네트워크의 성능과 특성을 보다 잘 이해할 수 있으며, 다양한 응용 프로그램과 시스템에서 효과적으로 데이터를 전송할 수 있는 방법을 선택할 수 있습니다.