네트워크란 무엇인가?
컴퓨터 네트워크(Network)란 둘 이상의 장치(또는 시스템)가 데이터를 주고받을 수 있도록 연결된 구조를 의미한다. 이 연결은 유선 혹은 무선 방식일 수 있으며, 전송되는 데이터는 텍스트, 이미지, 영상, 파일 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
네트워크는 정보의 전달을 가능하게 해주며, 오늘날 인터넷, 기업 내부망, 모바일 통신 등 모든 디지털 사회의 기반이 된다.
실생활 예시
- 스마트폰으로 유튜브를 시청하는 행위 → 유튜브 서버와 스마트폰이 네트워크로 연결되어 있음
- 회사에서 파일 서버에 접속하여 문서를 열람 → 내부 네트워크를 통해 서버와 통신
- 카페에서 노트북으로 와이파이를 이용해 검색 → 무선 네트워크 환경에서 인터넷 접속
이처럼 우리는 매일같이 네트워크를 사용하고 있으며, 그 존재는 대부분의 디지털 활동에 자연스럽게 녹아들어 있다.
네트워크가 없다면?
만약 네트워크가 존재하지 않는다면 어떤 일이 벌어질까?
- 스마트폰은 오직 사진 촬영, 계산기 정도로만 활용
- 이메일, 메신저, 클라우드, 검색 서비스는 모두 무용지물
- 기업 내부 시스템도 각기 고립되어 수작업 의존 증가
- 실시간 정보 공유나 협업은 거의 불가능에 가까움
즉, 네트워크는 단순한 기술을 넘어서 현대 사회의 정보 흐름을 유지하는 혈관과 같다. 우리가 온라인으로 경험하는 모든 것은 결국 네트워크 위에서 움직이고 있다.
네트워크의 역사
네트워크 기술은 단순한 장치 간 연결에서 출발해, 전 세계를 하나로 잇는 인터넷으로 발전해왔다. 아래는 네트워크 기술이 어떻게 진화해 왔는지를 간략히 정리한 것이다.
시대별 네트워크 발전 요약
| 시기 | 사건 또는 기술 | 설명 |
| 1969년 | ARPANET 시작 | 미국 국방부의 고등 연구 프로젝트. 4개 대학 간의 연결로 출발. 인터넷의 시초 |
| 1970년대 초 | TCP/IP 개념 등장 | 네트워크 계층과 전송 계층을 정의하는 핵심 프로토콜로, 지금의 인터넷 구조의 기반 |
| 1983년 | ARPANET → TCP/IP 전환 | 인터넷의 기술적 전환점. 모든 호스트가 TCP/IP를 사용하게 됨 |
| 1989년 | WWW (월드와이드웹) 제안 | 팀 버너스 리가 하이퍼링크 기반의 웹 개념 제안 |
| 1990년대 | 인터넷 상용화 | 대학, 정부기관 중심의 네트워크에서 대중과 기업까지 확산 |
인터넷의 등장은 왜 필요했을까?
기존의 통신 방식은 전화 회선을 사용하는 회선 교환 방식이 주류였고, 데이터 통신에는 적합하지 않았다. 군사 목적의 분산형 통신망, 그리고 과학 연구기관 간 효율적인 정보 공유에 대한 요구가 인터넷의 출현을 불러왔다.
그 결과, 신뢰성 있고 유연하며 확장 가능한 패킷 기반 네트워크, 즉 인터넷이 등장하게 된다.
네트워크의 각 요소
네트워크는 단순히 여러 장비를 연결해 놓은 것이 아니다. 역할과 기능이 다른 다양한 요소들이 유기적으로 작동하면서 정보를 전달한다. 아래는 네트워크를 구성하는 핵심 요소들이다.
1. 노드(Node)
- 네트워크에 연결된 모든 장치를 통칭
- 컴퓨터, 라우터, 프린터, 스위치 등 포함
- 데이터를 보내거나 받는 역할을 수행
2. 호스트(Host)
- IP 주소를 가지고 통신에 직접 참여하는 노드
- 일반적으로 사용자가 접속하는 컴퓨터나 스마트폰
- 서버도 호스트에 포함됨
3. 서버(Server)
- 특정한 서비스를 제공하는 컴퓨터
- 웹서버, 이메일 서버, 파일 서버 등
- 클라이언트의 요청을 받아 응답을 보냄
4. 클라이언트(Client)
- 서비스를 요청하는 주체
- 사용자 기기에서 웹사이트를 열거나 파일을 요청하는 역할
각종 용어 정리
허브, 스위치, 라우터, 게이트웨이
| 구분 | 역할 | OSI 계층 | 특징 |
| 허브 | 데이터를 단순히 모든 포트에 브로드캐스트함 | 물리 계층 (1계층) | 충돌 발생률이 높음, 저가형, 지능 없음 |
| 스위치 | MAC 주소 기반으로 필요한 포트에만 전달 | 데이터 링크 계층 (2계층) | 충돌 도메인을 분리, 허브보다 효율적 |
| 라우터 | 서로 다른 네트워크 간의 데이터 전달 수행 | 네트워크 계층 (3계층) | IP 기반 경로 설정, 인터넷 연결 역할 |
| 게이트웨이 | 프로토콜이 다른 네트워크를 중계 | 전 계층 (1~7계층) | 다양한 변환 기능 (예: IPv4 ↔ IPv6), 가장 복잡 |
LAN, WAN, MAN, PAN
| 구분 | 정의 | 규모 | 사용 예시 | 특징 |
| LAN (근거리 통신망) | 제한된 지역 내에서 구축된 네트워크 | 소규모 | 가정, 사무실, 학교 | 속도 빠름, 설치 쉬움 |
| WAN (광역 통신망) | 광범위한 지역을 연결한 네트워크 | 대규모 | 인터넷, 기업 간 통신망 | 전용선 또는 공중망 사용 |
| MAN (도시권 통신망) | 도시 단위로 여러 LAN을 연결한 네트워크 | 중간 규모 | 도시 정부, 대형 캠퍼스 네트워크 | 비용과 범위 모두 중간 |
| PAN (개인 영역망) | 개인의 가까운 장치들을 연결한 네트워크 | 매우 소규모 | 블루투스, 스마트워치 연결 | 매우 제한적 범위 (수 m 내외) |
IP 주소와 MAC 주소
| 항목 | IP 주소 | MAC 주소 |
| 정의 | 네트워크 상에서 논리적 주소, 장치 식별용 | 장치 제조 시 부여되는 물리적 주소 |
| 계층 | 네트워크 계층 (OSI 3계층) | 데이터 링크 계층 (OSI 2계층) |
| 구조 | IPv4: 32비트, IPv6: 128비트 | 48비트 (16진수 12자리, 6쌍으로 구성) |
| 변경 여부 | 사용자가 변경 가능 (고정 IP / 동적 IP) | 일반적으로 변경 불가 (일부는 소프트웨어로 가능) |
| 사용 위치 | 패킷이 어디로 가야 하는지 식별 | 패킷이 어디에 도착했는지 확인 |
| 예시 | 192.168.0.10, 172.30.1.50 | 00:1A:2B:3C:4D:5E |
유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트
| 구분 | 의미 | 대상 수 | 대표 예시 |
| 유니캐스트 | 한 송신자가 하나의 수신자에게 데이터를 전송하는 가장 일반적인 통신 방식 | 1:1 | 웹페이지 요청, 이메일 전송 |
| 멀티캐스트 | 한 송신자가 특정 그룹에 속한 여러 수신자에게만 데이터를 전송하는 방식 | 1:N | 실시간 화상회의, IPTV, 온라인 강의 |
| 브로드캐스트 | 한 송신자가 동일 네트워크에 있는 모든 장비에게 데이터를 전송하는 방식 | 1:전체 | ARP 요청, DHCP 서버 검색 등 |
단방향, 반이중, 전이중 통신
| 구분 | 의미 | 통신 방향 | 대표 예시 |
| 단방향 | 한쪽에서만 데이터를 전송하고, 반대쪽은 오직 수신만 가능한 통신 방식 | 송신 → 수신 | TV 방송, 무전기 수신기 |
| 반이중 | 양방향 통신이 가능하지만, 한 번에 한쪽 방향으로만 통신할 수 있는 방식 | 송신 ⇄ 수신 (교대) | 워키토키, 경찰 무전기 |
| 전이중 | 양쪽이 동시에 데이터를 주고받을 수 있는 통신 방식 | 송신 ⇄ 수신 (동시) | 전화 통화, 영상통화 |
회선 교환 vs 패킷 교환
| 항목 | 회선 교환 | 패킷 교환 |
| 정의 | 송신자와 수신자 간에 전용 회선을 미리 설정하고 통신하는 방식 | 데이터를 작은 단위(패킷)로 나눠서 독립적으로 전송하는 방식 |
| 통신 방식 | 연결지향적(전용 경로 설정) | 비연결지향적(동적 경로 설정) |
| 자원 사용 | 통신 중에는 전체 회선이 고정적으로 점유됨 | 패킷이 필요할 때만 자원을 점유, 나머지 시간은 공유됨 |
| 예시 | 아날로그 전화, ISDN | 인터넷, 이메일, 영상 스트리밍 |
| 지연 시간 | 초기 연결 시 지연, 이후에는 일관된 속도 | 지속적인 경로 탐색, 패킷마다 도착 시간이 다를 수 있음 |
| 문제 상황 | 회선에 장애가 발생하면 즉시 전체 통신 중단 | 일부 패킷 손실 시에도 재전송 가능, 유연성이 높음 |
OSI 계층 기반 전송 흐름 요약
OSI 7계층은 네트워크 통신 과정을 추상화한 구조적 모델로, 데이터가 어떻게 포장되고 해석되는지를 단계별로 설명한다.
각 계층은 특정한 역할을 담당하며, 전송 단위(데이터 단위)도 계층마다 다르다.
OSI 계층과 전송 단위
| 구분 | 계층 이름 | 전송 단위 | 주요 역할 |
| 5 ~ 7 계층 | 응용(7), 표현(6), 세션(5) | 데이터(Data) | 사용자 인터페이스 제공, 포맷 변환, 세션 관리 등 |
| 4 계층 | 전송 계층 | 세그먼트(Segment) | 신뢰성 있는 전송, 오류 제어, 흐름 제어 |
| 3 계층 | 네트워크 계층 | 패킷(Packet) | IP 주소 기반 라우팅, 목적지 경로 설정 |
| 2 계층 | 데이터 링크 계층 | 프레임(Frame) | MAC 주소 전송, 오류 감지, 흐름 제어 |
| 1 계층 | 물리 계층 | 비트(Bit) | 전기적/광학적 신호 전송, 실제 물리 매체 |
크롬에서 구글 접속 시 요청 흐름 예시 (OSI 계층 관점)
- 상위 계층 (응용/표현/세션 계층)
- 사용자가 크롬 브라우저에 https://www.google.com 입력
- 응용 계층에서 HTTP 요청 생성 (GET / HTTP/1.1)
- 표현 계층에서 필요한 경우 데이터 압축 또는 암호화 수행
- 세션 계층에서 세션 연결 (ex. TLS 핸드셰이크 포함)
- 전송 계층 (TCP, 4계층)
- 포트 번호를 붙여 송신자: 임의 포트 / 수신자: 443(HTTPS) 설정
- 신뢰성 있는 연결 위해 TCP 3-way-handshake 수행
- 데이터를 세그먼트 단위로 나눔
- 네트워크 계층 (IP, 3계층)
- DNS를 통해 www.google.com의 IP 주소 획득
- 목적지 IP 주소와 출발지 IP 주소를 포함한 패킷 생성
- 라우터를 통해 최적 경로로 전송
- 데이터 링크 계층 (MAC, 2계층)
- 출발지 MAC / 목적지 MAC 주소 설정
- 패킷을 프레임으로 감싸 전송
- 이더넷 또는 와이파이와 같은 프로토콜 사용
- 물리 계층 (1계층)
- 프레임을 0과 1의 비트로 변환
- 전기적 신호 또는 무선 신호로 물리적 매체를 통해 전송
네트워크의 핵심 개념
네트워크의 성능과 품질은 단순히 속도만으로 평가되지 않는다. 다양한 물리적, 논리적 요소가 통신의 효율에 영향을 준다. 아래는 네트워크에서 자주 언급되는 주요 용어들이다.
| 용어 | 정의 및 설명 |
| 대역폭 (Bandwidth) | 단위 시간당 전송 가능한 최대 데이터 양. 보통 Mbps, Gbps 단위로 표시되며, 네트워크의 '폭'에 해당함. |
| 지연 (Latency) | 데이터가 송신지에서 수신지로 도달하는 데 걸리는 시간. 밀리초(ms) 단위로 측정하며, 거리나 중간 장비 수에 영향 받음. |
| 지터 (Jitter) | 패킷 지연의 변동성. 실시간 영상/음성 통신에서 품질 저하 원인이 되며, 일정하지 않은 전송 속도를 의미함. |
| 손실률 (Packet Loss) | 전송 중 유실되는 패킷의 비율. 영상 끊김, 음성 누락 등 사용자 경험에 직접적인 영향을 줌. |
| RTT (Round Trip Time) | 데이터를 보내고 응답을 받기까지 걸리는 왕복 시간. 지연의 일종이며, TCP 연결 성능에 크게 관여함. |
| 트래픽 (Traffic) | 네트워크를 통해 흐르는 실제 데이터의 양. 순간적인 트래픽 증가로 인해 지연과 충돌이 발생할 수 있음. |
| 병목 현상 (Bottleneck) | 네트워크의 일부 구간에서 처리 용량이 부족해 전체 성능이 저하되는 현상. 특정 장비나 구간에서 자주 발생함. |
이러한 개념들은 속도 측정, 품질 평가, 병목 분석 등 실무에서 매우 자주 사용된다. 특히 지연과 지터는 단순 다운로드뿐 아니라 화상회의, 스트리밍 서비스 등 실시간 애플리케이션 품질을 결정짓는 요소가 된다.
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