01 네트워크 기본 용어1

1. 네트워크 관련 용어

• 네트워크(Network) : 어떤 대상과 다른 대상을 특정한 장치나 규칙에 따라 연결하여 구성한 유기적인 시스템. 일반적으로 컴퓨터, 서버, 라우터 등 다양한 장치를 상호 연결해 데이터를 주고받을 수 있게 함.
• 노드(Node): 네트워크에 연결된 각 장치를 의미. 컴퓨터, 서버, 라우터, 프린터 등 네트워크 상에서 통신이 가능한 모든 장치를 포함함.
• 네트워크 토폴로지(Network Topology): 네트워크 내 노드들이 물리적 또는 논리적으로 어떻게 연결되어 있는지를 나타내는 구조 또는 구성 방식.
• 프로토콜 (Protocol) 서로 다른 장비 간 통신을 가능하게 하는 통신 규약. 데이터 형식, 전송 순서 등을 정의함. (예: TCP/IP, HTTP 등)
• 대역폭 (Bandwidth) : 단위 시간당 전송할 수 있는 데이터 양. (bps, Mbps 등으로 표시)
• 지연 시간 (Latency) : 데이터가 목적지까지 도달하는 데 걸리는 시간
• 트래픽 (Traffic) : 네트워크 상에 흐르는 데이터의 양

2. 네트워크 토폴로지 종류

토폴로지 종류	설명	장점	단점
라인형 (Bus)	하나의 통신선(버스)에 여러 노드를 직렬로 연결	설치 비용이 저렴함 구조가 단순함	한 지점 문제 시 전체 통신 장애 충돌 발생 가능
링형 (Ring)	노드들을 고리 형태로 연결하고 데이터가 순환함	충돌이 적고 전송 속도가 일정함 데이터 흐름 제어가 쉬움	한 노드나 연결선 장애 시 전체 영향 장애 탐지가 어려움
스타형 (Star)	중앙 장치(허브 또는 스위치)를 중심으로 각 노드가 직접 연결	장애 발생 시 다른 노드에 영향 없음 관리 및 확장이 쉬움	중앙 장치에 장애 발생 시 전체 통신 불가 허브나 스위치 비용이 발생함
트리형 (Tree)	스타형 구조를 계층적으로 확장한 형태, 루트 노드 중심 구조	계층적 네트워크 관리 가능 대규모 구성에 유리함	상위 노드 장애 시 하위 전체 영향 배선 및 구조 복잡
메시형 (Mesh)	각 노드가 여러 다른 노드와 직접 연결되어 있음	경로가 다수 존재하여 고가용성 장애 복원력이 우수함	연결이 많아 설치 복잡 비용과 자원 소모 큼

※ 하이브리드형 (Hybrid)은 둘 이상의 토폴로지를 조합한 구조, 유연한 설계와 용도에 맞게 최적화 가능함.

3. 네트워크 구성요소

구성 요소	역할	종류/예시	속성 요약
LAN 케이블	유선 데이터 전송	UTP, STP, Cat5e, Cat6 등	안정적 전송, 노이즈 영향 적음
스위칭 허브 (스위치)	MAC 기반 목적지 포트로 프레임 전달	관리형, 비관리형 스위치	충돌 도메인 분리, 브로드캐스트 유지
리피터	신호 증폭 및 재생	이더넷 리피터, 무선 리피터	거리 연장, 물리 계층 증폭
브리지	MAC 기반으로 네트워크 세그먼트 연결	로컬 브리지, 원격 브리지	충돌 도메인 분리, 프레임 필터링
네트워크 인터페이스 카드	장치를 네트워크에 연결	유선 NIC, 무선 NIC (Wi-Fi)	MAC 주소 보유, 신호 변환
라우터	IP 기반 다른 네트워크 간 패킷 전달	가정용, 기업용, 무선 라우터 등	경로 결정, NAT/DHCP 가능
게이트웨이	이질적 네트워크 간 프로토콜 변환 수행	VoIP 게이트웨이, 이메일 게이트웨이	상위 계층 간 변환, 포맷/구조 변환

4. 데이터 전송 원리

1. 직렬 전송/병렬 전송

구분	직렬 전송	병렬 전송
정의	데이터를 1비트씩 순차적으로 한 라인을 통해 전송	데이터를 여러 비트씩 동시에 여러 라인을 통해 전송
전송 경로	단일 통신선 (1채널)	다중 통신선 (n채널, 예: 8bit면 8채널)
전송 거리	장거리 적합 (노이즈에 강함)	단거리 적합 (클럭 간섭 발생 가능)
속도	상대적으로 느림	상대적으로 빠름
예시	USB, 시리얼 포트(RS-232)	내부 버스, 프린터 포트(LPT)

2. 비동기 통신 / 동기 통신

구분	비동기 통신	동기 통신
정의	데이터를 작은 단위(문자 단위)로 나눠 개별적으로 전	데이터를 일정한 크기의 블록 단위로 연속 전송
동기 방식	송수신 측이 클럭 동기화 없이 시작/정지 비트로 동기	송수신 측이 공유된 클럭으로 전송 타이밍 동기화
전송 효율	낮음 (시작/정지 비트로 인한 오버헤드)	높음 (데이터 연속 전송)
구현 난이도	간단함, 저속 통신에 적합	복잡함, 고속 통신에 적합
예시	키보드 입력, UART	네트워크 통신, SPI, I2C, HDLC

3. 반이중 통신/전이중 통신

| 구분 | 반이중 통신 (Half-Duplex) | 전이중 통신 (Full-Duplex) | | —– | ——————– | ——————– | | 통신 방향 | 양방향 (동시 아님) | 양방향 (동시 가능) | | 전송 방식 | 송수신 번갈아 수행 | 송수신 동시에 수행 | | 예시 | 무전기, RS-485 | 전화, 이더넷, 모바일 통신 | | 속도/효율 | 낮음 | 높음 |

• 클럭
  • 정의: 일정한 주기로 반복되는 전기 신호 (High ↔ Low)
  • 역할
    • 데이터 전송 시 언제 값을 읽고 쓸지 알려주는 기준
    • CPU, 메모리, 입출력장치 등 모든 회로의 동작 타이밍을 일치시켜줌
  • 단위: Hz(헤르츠) — 1초에 몇 번 진동하는지