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description: 컴퓨터 네트워크 기초
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# Week1 Computer Network Basic

## 컴퓨터 네트워크는 무엇인가요?

* **여러 대의 컴퓨터나 장치들이 연결되어 데이터를 주고 받을 수 있는 통신 시스템**.&#x20;
* 유선 또는 무선으로 연결될
* 공유된 리소스나 데이터를 손쉽게 접근.



## 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하는 방식에 대해 설명해주세요.

컴퓨터 네트워크에서 데이터를 교환하는 방식은 **회선 교환 방식**과 **패킷 교환 방식**이 있습니다.

회선 교환 방식

* 두 지점이 통신하기 전에 물리적으로 전용 회선을 설정
* 그 회선을 통해 데이터를 주고 받는 방식입니다
* 회선 점유

패킷 교환 방식

* 데이터를 여러 개의 작은 패킷으로 나누어 전송하는 방식.&#x20;
* 각 패킷은 독립적으로 네트워크를 통해 전송되며, 목적지에서 다시 조립
* 회선 비점유



## 프로토콜에 대해서 설명해주세요

* 컴퓨터 네트워크에서 **데이터를 주고받는 규칙이나 절차를 정의한 것**
* 즉, **네트워크에 연결된 장치들이 서로 데이터를 어떻게 교환할지 규정한 표준**.
* 전송 방법, **오류 처리, 데이터 압축, 보안** 등의 여러 요소를 포함. 이를 통해 서로 다른 장치들이 원활하게 통신할 수 있습니다.



## TCP/IP에 대해 설명해주세요

* TCP/IP는 컴퓨터 네트워크에서 **데이터 통신을 위한 기본적인 프로토콜 집합**
* 네트워크를 4개의 계층으로 나눠 각 계층에서 수행하는 역할을 정의.&#x20;
* Transmission Control Protocol과 Internet Protocol가 핵심역할을 합니다.

TCP/IP 모델의 4계층:&#x20;

* 링크 계층(네트워크 인터페이스 계층) - 데이터 전송 담당. 이더넷 같은 물리적 네트워크 기술을 사용해 데이터를 실제 네트워크로 전송
* 인터넷 계층 - 라우팅 담당. IP 주소를 사용해 데이터를 전송할 경로를 결정. IP는 데이텅의 출발지와 목적지를 식별하고 경로를 결정합니다.
* 전송 계층 - TCP/UDP. 신뢰성 있는 데이터 전송 담당. 순서 보장 및 오류 복구 기능을 수행합니다.
* 애플리케이션 계층 - 애플리케이션 서비스와 직접적으로 관련된 프로토콜들이 작동합니다. HTTP/FTP/SMTP 등.



## TCP/IP는 어떻게 4계층으로 나뉘며, 각 계층에서 어떤 역할을 하나요?

**TCP/IP 4계층 모델은** 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 전송하고 관리하기 위한 **표준 프로토콜 집합**

**네트워크 인터페이스 계층**

* 데이터를 실제로 물리적 매체를 통해 전송하는 역할을 담당.&#x20;
* **이더넷**, **Wi-Fi** 등의 네트워크 기술을 사용하여 데이터를 **프레임** 단위로 전송&#x20;
* 네트워크 인터페이스 카드(NIC) 같은 **하드웨어 장치**가 포함

인터넷 계층

* IP 주소를 기반으로 데이터가 출발지에서 목적지 까지 올바르게 도달할 수 있도록 결정하는 역할을 담당.&#x20;
* 이 계층에서 사용되는 \*\*IP (Internet Protocol)\*\*는 데이터를 **패킷**으로 나누고, 이를 **라우팅**하여 전송합니다.&#x20;
* **포트 번호**는 전송 계층에서 관리되며, 이 계층에서는 IP 주소를 중심으로 패킷 전송이 이루어집니다.

전송 계층

* TCP와 UDP. 데이터 전송의 신뢰성을 보장
* **TCP는** 데이터가 **순서대로** 도착하고 **정확하게 수신**되도록 보장합니다. **흐름 제어**, **오류 검출 및 복구**, **데이터 재전송** 같은 기능을 수행합니다.&#x20;
* **UDP는** TCP에 비해 **빠르지만 비신뢰적인 전송**을 제공합니다.&#x20;

애플리케이션 계층

* 사용자와 직접 상호작용하는 애플리케이션 프로토콜이 동작하는 계층&#x20;
* 이 계층은 네트워크 서비스를 애플리케이션이 사용할 수 있도록 제공&#x20;
* 대표적으로 HTTP(웹 페이지 전송), FTP(파일 전송), SMTP(이메일 전송) 등이 있습니다.



## OSI 7 계층에 대해 설명해주세요.

**OSI 7 Layer 모델**은 \*\*국제 표준화 기구(ISO)\*\*에서 정의한 네트워크 통신을 위한 **이론적 참조 모델**입니다. 이 모델은 네트워크 통신을 7개의 계층으로 나누어 각 계층이 수행하는 역할을 정의하고 있으며, 네트워크의 복잡한 통신 과정을 단계적으로 이해하는 데 매우 유용합니다. 각 계층은 특정한 기능을 수행하고 있습니다.

물리 계층은 0과 1의 디지털 신로를 물리적인 신로호 변환해 실제 전송을 담당합니다.

데이터 링크 계층은 같은 네트워크 내에서 직접 연결된 장치들 간의 통신을 담당합니다. MAC주소를 기반으로 프레임 단위로 데이터를 전송하며, 오휴 검출 및 흐름제어를 담당합니다.

네트워크 계층은 다른 네트워크 간의 데이터 전송을 담당하며, IP주소를 사용해 데이터를 목적지로 라우팅합니다. 패킷 전송 및 경로 선택(라우팅)이 이 계층에서 이루어집니다.

전송 계층은 데이터의 신뢰성을 보장하는 계층입니다. TCP(순서 보장, 오류 검출, 흐름제어), UDP가 있습니다.

세션 계층은 애플리케이션 간 통신을 위한 세션(논리적 연결)을 설정, 유지, 종료하는 역할을 합니다. 통신을 동기화하고 세션 복구 기능을 제공하여 재연결할 수 있습니다.

프레젠테이션 계층은 데이터를 통신 가능한 형식으로 변환하는 역할을 합니다. 서로 다른 시스템 간 데이터 표현 방식을 일치키셔줍니다. (암호화, 데이터 압축, 문자 인코딩 등)

애플리케이션 계층은 사용자가 직접 사용하는 애플리케이션과 관련된 프로토콜이 동작하는 계층입니다. HTTP, FTP, SMTP 같은 프로토콜을 통해 웹 서비스, 파일 전송, 이메일 서비스 등을 제공합니다.



## OSI 7 Layer와 TCP/IP 모델처럼 프로토콜을 계층화하는 이유는 무엇인가요?

**프로토콜을 계층화하는 이유**는 **네트워크 통신을 더 구조적이고 효율적으로 관리**할 수 있도록 하기 위함입니다.

각 계층은 **독립적으로 특정 역할**을 수행하며, 이를 통해 복잡한 네트워크 통신 과정을 **단순화**하고 **이해하기 쉽게** 만듭니다. 문제 발생 시, **계층별로 문제를 분리하여 해결**할 수 있습니다.



## 컴퓨터 네트워크에서 캡슐화와 비캡슐화에 대해서 설명해주세요.

\*\*캡슐화(Encapsulation)\*\*와 \*\*비캡슐화(Decapsulation)\*\*는 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 송수신할 때 **계층별로 데이터를 처리하는 과정**입니다.

**캡슐화**는 **데이터를 전송할 때** 상위 계층에서 하위 계층으로 데이터를 내려보내면서, 각 계층에서 필요한 **헤더나 메타정보를 추가**하는 과정입니다.

**비캡슐화**는 **데이터를 수신할 때**, 하위 계층에서 상위 계층으로 데이터를 전달하면서 **각 계층에서 추가한 헤더를 제거**하고 데이터를 복원하는 과정입니다.



## NIC와 리피터에 대해서 설명해주세요

<figure><img src="https://2804243633-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FfV6clXG953LqFieNgWUf%2Fuploads%2FXUV6hbiT0FPH2y0Uleln%2Fimage.png?alt=media&#x26;token=ea05a5ee-6f77-444d-b3da-9a166ca0a695" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

<figure><img src="https://2804243633-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FfV6clXG953LqFieNgWUf%2Fuploads%2F3gSjYaVJCcb6GujQ02rU%2Fimage.png?alt=media&#x26;token=8c6cd564-3a9f-42b2-a743-c04922baf6bb" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

**NIC**는 **네트워크 인터페이스 카드**로, 컴퓨터나 다른 장치가 **네트워크에 연결**될 수 있도록 해주는 하드웨어 장치입니다. 이 NIC는 컴퓨터 내부의 **데이터를 네트워크로 전송하기 위한 신호로 변환**하고, 반대로 네트워크로부터 받은 신호를 컴퓨터가 처리할 수 있는 데이터로 변환합니다. (**데이터 링크 계층**에서 주로 동작하는 네트워크 장치)

**리피터**는 네트워크에서 데이터를 전송할 때 **신호가 약해지는 것을 보강**하는 장치입니다. 네트워크에서 전기적 신호는 **거리가 멀어질수록 약해지며** 이로 인해 데이터 손실이 발생할 수 있습니다. 리피터는 이 약해진 신호를 받아 **다시 증폭**하여 전송함으로써, 데이터가 목적지까지 손실 없이 도달할 수 있도록 도와줍니다.



## 브리지(bridge)에 대해서 설명해주세요

<figure><img src="https://2804243633-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FfV6clXG953LqFieNgWUf%2Fuploads%2FNMnPcD4Cj9q6Mbu7LW24%2Fimage.png?alt=media&#x26;token=8d98ebd4-a80c-4f0a-b8e2-40a0508b4d00" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

* 데이터 링크 계층(2계층)에서 동작하는 네트워크 장치
* **여러 네트워크 세그먼트**를 연결하여 **하나의 네트워크처럼 동작**하게 해줍니다.&#x20;
* 주로 **이더넷 네트워크**에서 사용됩니다.
* **MAC 주소 테이블**을 통해 네트워크 간의 트래픽을 관리.&#x20;
* **필요한 곳으로만 데이터 패킷을 전달**하여 네트워크 효율성을 높이는 역할.

키워드 : 네트워크 세크먼트 연결, 필터링과 전달, 충돌 도메인 분리.



## L2 스위치에 대해 설명해주세요

<figure><img src="https://2804243633-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FfV6clXG953LqFieNgWUf%2Fuploads%2Friqk5qMjoXi91Rqhq1oX%2Fimage.png?alt=media&#x26;token=db9fdc29-c468-4c07-9852-a4c91b4d963f" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

* 데이터 링크 계층(2계층)\*\*에서 동작하는 네트워크 장치입니다.&#x20;
* **MAC 주소**를 기반으로 네트워크 장치 간 데이터를 전달.
* **L2 스위치**는 **네트워크 세그먼트 내에서 데이터 프레임을 전달**하고, **브로드캐스트 도메인**을 유지하면서도 네트워크 성능을 향상시키는 역할을 담당



## 라우터에 대해 설명해주세요

<figure><img src="https://2804243633-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FfV6clXG953LqFieNgWUf%2Fuploads%2Fi316GhRMCPS8lYu6AGLo%2Fimage.png?alt=media&#x26;token=27d2c017-ea6b-4a79-8fe0-fa1abbe833f6" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

* 네트워크 계층(3계층)에서 동작하는 네트워크 장치,
* 서로 다른 네트워크를 연결하고 데이터 패킷을 올바른 경로로 전달하는 역할.
* IP 주소를 기반으로 다른 네트워크로 데이터를 전송하며, 패킷의 경로를 결정하는 기능 수행.
* 포워딩. 패킷이 목적지에 도착할 때까지 경로를 따라 포워딩. 라우팅 테이블을 참조해 패킷을 다음 네트워크 장치로 보내는 작업을 반복하여 최종 목적지에 도착합니다.
* 보안 기능. 방화벽 기능 제공하여 네트워크 필터링



## L3 스위치에 대해 설명해주세요

* 네트워크 계층에서 동작하는 네트워크 장치.
* 라우터의 기능과 L2 스위치의 기능을 결합한 장치
* IP 주소 기반의 라우팅 기능을 지원하며 데이터 링크 계층에서 프레임을 전달하는 기능 수행
* L3는 L2와 달리 하드웨어적으로 라우팅 기능을 처리하여 고속 패킷 전송 가능



## L7 스위치에 대해 설명해주세요

* 애플리케이션 계층에서 동작하는 네트워크 장치.
* 데이터의 내용까지 분석하여 트래픽을 처리하는 고급 스위치
* 패킷 내용으로 로드 밸런싱.
* 세션 유지 관리(스티키 세션) 기능.



## LAN 과 WAN에 대해 설명해주세요

LAN

* 한정된 지리적 범위에서 사용되는 네트워크
* Wi-fi, 기업 내부 네트워크

WAN

* 넓은 지리석 범위에서 사용되는 네트워크
* 인터넷



