네트워크 연결 방식: 클라이언트 서버형 vs 피어 투 피어형

 

클라이언트 서버형과 피어 투 피어형 - 장치를 연결하는 방식의 차이

네트워크는 컴퓨터, 서버, 프린터, 복합기 등 다양한 장치를 연결하여 정보와 자원을 공유합니다. 장치 간의 연결 방식은 주로 클라이언트-서버형과 피어 투 피어형으로 나눌 수 있으며, 각 방식은 특정 용도와 환경에 맞게 설계되었습니다.

 

클라이언트-서버형의 구조
클라이언트-서버형(서버-클라이언트형)은 미니컴퓨터와 워크스테이션의 발전과 함께 확산된 구조입니다. 이 구조에서는 한쪽에서 업무 애플리케이션이나 네트워크 애플리케이션을 실행하여 서비스를 제공하고, 다른 컴퓨터(단말기)에서는 네트워크를 통해 이 서비스를 받습니다. 서비스를 제공하는 쪽을 서버라고 하고, 서비스를 요청하는 쪽을 클라이언트라고 합니다. 예를 들어, 이메일 서비스를 제공하는 메일 서버와 파일을 저장하는 파일 서버가 이에 해당합니다.
서버와 클라이언트의 역할은 장치의 기능에 따라 다르게 부여됩니다. 예를 들어, 메인프레임이나 워크스테이션도 다른 컴퓨터의 프로그램이나 서비스를 이용할 때는 클라이언트로 작용할 수 있습니다. IoT 기기에서는 감시 카메라가 서버 역할을 하여 데이터를 처리하고 서비스를 제공하기도 합니다.
이러한 클라이언트-서버 구조는 중앙 집중식 관리가 가능하며, 데이터의 일관성을 유지하고 보안성을 강화하는 데 유리합니다. 그러나 서버에 대한 의존도가 높기 때문에 서버에게 문제가 발생하면 전체 시스템에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

피어 투 피어형의 필요성
피어 투 피어(Peer to Peer, P2P)형은 TCP/IP 및 인터넷 기술의 발전에 따라 등장한 연결 방식입니다. 이 방식은 서버를 거치지 않고 단말기끼리 직접 통신하는 형태로, 특정 상황에서 더 효율적일 수 있습니다. 예를 들어, 실시간 동영상 전송이나 고도화된 맞춤형 통신에서는 P2P 방식이 유리합니다.
P2P에서는 각 장치가 클라이언트와 서버의 역할을 동시에 수행할 수 있으며, IP 주소와 전용 통신 앱을 통해 LAN 내의 단말기끼리 직접 연결할 수 있습니다. 이를 통해 자원 공유와 데이터 전송의 효율성을 높일 수 있으며, 서버의 부담을 줄일 수 있습니다. P2P 방식은 특히 파일 공유, 온라인 게임, VoIP(Voice over IP) 서비스 등에서 많이 사용됩니다.

 

LAN - 제한된 범위의 네트워크

LAN(Local Area Network)은 일반적으로 같은 건물이나 층처럼 비교적 좁은 범위를 가리킵니다. LAN은 기업, 대학, 연구소 등에서 동일한 부지 내의 여러 건물을 하나의 네트워크로 관리하는 데 사용됩니다. 이 네트워크는 보통 1km 이내의 거리에서 운영되며, 높은 데이터 전송 속도와 낮은 지연 시간을 제공합니다.

 

LAN을 구성하는 장치와 프로토콜
현재 LAN을 구성하는 네트워크는 이더넷이 주류입니다. 이더넷 네트워크에서는 트위스트 페어 케이블로 만든 LAN 케이블을 통해 장치끼리 연결하며, 커넥터로는 RJ-45 규격을 사용합니다. 각 장치는 MAC 주소를 이용해 식별되며, 데이터 링크 계층에서 통신을 처리합니다.
이더넷은 연결 대상(컴퓨터, 서버, 프린터 등)을 식별하는 데 MAC 주소를 사용하지만, 상위 계층인 TCP/IP 프로토콜의 IP 주소도 필요합니다. MAC 주소는 고유 식별자지만, 기업의 복잡한 네트워크 구조에서는 IP 주소를 이용한 관리가 더 용이합니다. 이를 통해 L3 스위치를 사용하여 네트워크를 구성하고, IP 주소를 기반으로 패킷을 전송합니다.

 

이더넷 - 오피스 내부를 연결하는 네트워크

현재 대부분의 LAN은 이더넷 표준을 사용합니다. 이더넷은 여러 장치를 연결하기 위해 개발된 네트워크 기술로, 다수의 장치가 독자적인 타이밍에 통신을 시작할 수 있도록 설계되었습니다. 이더넷은 패킷 통신을 이용한 랜덤 액세스 방식을 채택하고 있습니다.

 

이더넷의 기본 원리
이더넷에서는 회선의 사용 상황을 탐지하여 통신의 시작이나 대기를 판단합니다. 전송 중인 장치가 있으면 충돌을 감지하고, 잠시 대기한 후 재전송을 시도하는 방식으로, 이를 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)라고 합니다. 또한, CSMA/CA(Collision Avoidance) 방식도 사용되어 재전송 대기 시간에 난수를 이용하여 충돌률을 낮춥니다.
이더넷의 초기 구조는 태핑을 통해 각 기기를 연결하는 버스형 네트워크였습니다. 그러나 현재는 전송 속도가 100Mbps 이상일 경우 CSMA/CD 방식이 제대로 작동하지 않기 때문에, 스위칭 허브를 이용하여 패킷을 식별하고 목적지를 전환하는 스타형 네트워크로 구성되고 있습니다.

이더넷 프레임의 구조
이더넷으로 주고받는 데이터는 이더넷 프레임이라고 하며, 그 구조는 비교적 단순합니다. 이더넷 프레임은 출발지 식별자, 목적지 식별자, 패킷 종류, 페이로드, 체크섬의 다섯 가지 필드로 나눌 수 있습니다. 이더넷 프레임의 MAC 주소를 참조하여 스위칭 허브는 패킷을 적절한 포트로 전달합니다.

클라이언트-서버형과 피어 투 피어형, LAN 및 이더넷은 네트워크의 구조와 운영에서 중요한 요소입니다. 클라이언트-서버형은 중앙 집중식 관리가 가능하지만 서버에 대한 의존도가 높습니다. 반면 P2P 형은 자원 공유와 효율성을 높이지만, 관리가 복잡해질 수 있습니다. LAN은 제한된 범위에서 장치들을 연결하며, 이더넷은 이러한 LAN의 주된 기술로 널리 사용되고 있습니다. 이러한 요소들을 이해함으로써, 더 효과적이고 효율적인 네트워크 환경을 구축하고 운영할 수 있습니다.