이더넷(Ethernet)이란?

이더넷은 우리가 일상에서 흔히 사용하는 컴퓨터 네트워크 기술로, 쉽게 말해 컴퓨터들이 서로 데이터를 주고받을 수 있게 해주는 규칙과 방식입니다.

본래 이더넷은 규격을 의미하는 용어였지만, [유선 LAN의 규격이라고 하면 이더넷]이라고 인식이 크게 퍼진 것으로부터 최근에는 유선 LAN 자체를 이더넷이라고 부르는 케이스도 많이 볼 수 있습니다.

이더넷(Ethernet)이 규정하는 것

• 케이블 자체에 관한 규정 → OSI 참조 모델 제1층: 물리층에 상당
  • 어떤 케이블을 사용할지, 전기 신호는 어떻게 전달할지 등을 정합니다. 쉽게 말해 '하드웨어적인 부분'입니다.
• 교환하는 데이터 형식에 관한 규정 → OSI 참조 모델 제2층: 데이터 링크층에 상당
  • 데이터를 어떤 형태로 만들어서 보낼지, 만약 여러 컴퓨터가 동시에 데이터를 보내려고 할 때 어떻게 처리할지 등을 정합니다. 이것은 '소프트웨어적인 부분'에 가깝습니다.

일상에서의 이더넷

현재는 '이더넷'이라는 말이 본래의 '규약'이라는 의미를 넘어서, 유선 LAN 시스템 자체를 가리키는 용어로도 널리 사용되고 있습니다.

• "이더넷 케이블을 연결해주세요" - 여기서 이더넷 케이블은 RJ-45 커넥터가 달린 LAN 케이블을 의미합니다.
• "이더넷 포트가 고장났어요" - 컴퓨터나 라우터에 있는 유선 네트워크 연결 단자를 말합니다.

이더넷을 쉽게 이해하기 위한 비유

이더넷은 마치 도로 교통 시스템과 비슷합니다:

• 물리층(1층) - 도로 자체, 신호등, 표지판 등과 같은 물리적 인프라를 정의합니다. 이더넷에서는 케이블 종류, 커넥터 형태, 전기 신호 방식 등이 이에 해당합니다.
• 데이터 링크층(2층) - 차량이 도로에서 어떻게 움직여야 하는지에 대한 규칙과 비슷합니다. 우측 주행, 신호 준수, 교차로에서의 양보 등이 이에 해당하며, 이더넷에서는 데이터 패킷 형식, 충돌 감지 및 처리 방법(CSMA/CD) 등이 이에 해당합니다.

요약

이더넷은 단순히 케이블이나 물리적 연결만을 의미하는 것이 아니라, 컴퓨터들이 서로 안정적으로 통신할 수 있게 해주는 포괄적인 규칙과 시스템입니다.

네트워크 인터페이스(Network Interface)란 컴퓨터나 라우터와 같은 장치가 외부 네트워크, 즉 인터넷과 연결될 수 있게 해주는 다리 같은 역할을 하는 것입니다. 이 다리는 두 가지 방식으로 존재할 수 있습니다:

1. 하드웨어 (Hardware): 물리적으로 존재하는 장치, 예를 들어, 랜 카드나 와이파이 어댑터가 이에 해당합니다. 이 장치들은 컴퓨터에 꽂혀서 네트워크 케이블이나 무선 신호를 통해 인터넷에 연결됩니다.
2. 소프트웨어 (Software): 가상적으로 존재하는 네트워크 인터페이스로, 프로그램에 의해 만들어집니다. 예를 들어, 가상 네트워크 어댑터가 이에 해당합니다. 이 소프트웨어는 물리적 장치 없이도 네트워크 기능을 수행할 수 있게 해줍니다.

정리하자면, 네트워크 인터페이스는 컴퓨터가 인터넷과 같은 외부 네트워크와 연결될 수 있도록 해주는 중요한 요소입니다. 하드웨어와 소프트웨어 두 가지 형태로 존재할 수 있으며, 각자 역할이 있습니다.

물리적 네트워크

이더넷 포트

이더넷 포트는 LAN 케이블을 사용하여 물리적 유선 연결을 제공합니다. 이것은 주로 데스크톱 컴퓨터, 노트북에 표준으로 구현되며, 이 포트를 통해 라우터와 모뎀에 직접 연결됩니다. 이더넷 연결은 안정적이고 빠른 인터넷 연결을 제공하며, 특히 대량의 데이터 전송이나 낮은 지연이 필요한 경우에 적합합니다.

Wi-Fi 어댑터

Wi-Fi 어댑터는 무선 연결을 통해 네트워크에 액세스하는 데 사용됩니다. 현대에서는 거의 모든 디바이스에는 Wi-Fi 기능이 내장되어 있어 특히 스마트폰이나 노트북 등에서 일반적. Wi-Fi는 구성이 비교적 간단하며 케이블이 필요없이 연결할 수 있는 이점이 있지만 유선 연결보다 속도와 신뢰성이 낮다는 약점도 있습니다.

기타 네트워크 하드웨어

이 외에도 Bluetooth 어댑터(주로 주변기기 연결에 사용) 및 모바일 데이터 연결(스마트폰 및 일부 노트북에서 사용)과 같은 다양한 네트워크 연결 옵션이 있습니다. 이들은 특정 용도와 상황에 맞게 선택됩니다.

논리적 네트워크

IP 주소

• 정의: 네트워크에서 장치를 식별하는 고유한 숫자 레이블입니다.
• 중요성: 장치 간의 정확한 통신 및 데이터 송수신에 필수.

서브넷 마스크

• 목적: 네트워크 주소와 호스트 주소 부분을 구별하는 데 사용됩니다.
• 네트워크 세분화: 네트워크를 더 작은 부분으로 분할하여 관리 및 보안을 향상시킵니다.

기본 게이트웨이

• 역할: 로컬 네트워크 외부의 다른 네트워크 (일반적으로 인터넷)에 대한 액세스 포인트.
• 중요성: 로컬 네트워크의 장치가 인터넷 및 기타 외부 네트워크에 액세스하는 데 필요합니다.

DNS 서버

• 기능: 도메인 이름(예: www.example.com)을 IP 주소로 변환.
• 사용자 경험: 웹 사이트에 대한 액세스를 쉽고 빠르게 할 수 있습니다.

DHCP

• 총칭: Dynamic Host Configuration Protocol.
• 기능: 네트워크의 장치에 IP 주소 및 기타 네트워크 정보를 자동으로 할당합니다.
• 장점: 네트워크 관리를 단순화하고 수동 구성 오류를 줄입니다.

MAC 주소

• 정의: 네트워크 인터페이스의 물리적 주소.
• 중요성: 네트워크의 장치를 하드웨어 수준에서 식별합니다.

네트워크 인터페이스의 작동 원리

네트워크 인터페이스는 컴퓨터와 다른 장치가 네트워크에 연결하여 데이터를 주고받는 "입" 역할을 합니다.

1. 데이터 수신
   • 네트워크로부터의 데이터(패킷)가 네트워크 인터페이스에 도착.
   • 물리적 인터페이스(예: 이더넷 포트)는 이러한 전기 또는 무선 신호를 수신하고 이를 디지털 데이터로 변환합니다.
   • 변환 된 데이터는 다음에 장치의 OS 또는 특정 애플리케이션에 의해 처리 대상이되도록 내부 네트워크 스택으로 전송된다.
2. 데이터 처리
   • OS는 수신한 데이터를 적절한 애플리케이션으로 라우팅합니다. 예를 들어, 웹 브라우저, 메일 클라이언트, 파일 공유 시스템 등.
   • 데이터는 필요에 따라 추가로 처리되며 결국 사용자에게 표시되거나 파일로 저장됩니다.
3. 데이터 전송
   • 데이터를 전송할 때, 애플리케이션은 데이터를 네트워크 스택에 저장한다.
   • 데이터는 패킷으로 분할되어 네트워크 인터페이스로 전송된다.
   • 네트워크 인터페이스는이 디지털 데이터를 전기 신호 또는 무선 신호로 변환하여 네트워크로 전송합니다.

결론

네트워크 인터페이스는 컴퓨터나 다른 장치가 네트워크에 연결하기 위한 포인트입니다. 이렇게 하면 장치가 네트워크를 통해 데이터를 송수신할 수 있습니다.

주요특징

1. 물리적 및 논리적 인터페이스
   • 물리적 인터페이스: 하드웨어 장치(예: 이더넷 포트, Wi-Fi 어댑터).
   • 논리적 인터페이스: 소프트웨어를 통한 네트워크 연결 설정(예: IP 주소, 서브넷 마스크).
2. 프로토콜 지원
   • 네트워크 인터페이스는 TCP/IP와 같은 네트워크 프로토콜을 지원합니다.
3. 데이터 송수신
   • 데이터 패킷의 송수신을 실시해, 네트워크상에서의 커뮤니케이션을 가능하게 합니다.

용도

• 인터넷 연결
• 근거리 통신망(LAN)에 연결
• 무선 통신(Wi-Fi, Bluetooth 등)

LAN과 WAN의 특징

1. • LAN (Local Area Network)
   • : 제한된 범위, 예를 들어 오피스 빌딩, 학교, 가정 등의 소규모 지역 내 네트워크를 나타냅니다.
   • WAN (Wide Area Network)
   • : 도시, 국가 또는 국가를 가로 질러 광범위한 네트워크를 나타냅니다. 인터넷은 WAN의 예.정의와 범위
2. 연결 방법
   • LAN
   • : 이더넷 케이블이나 Wi-Fi를 사용하여 장치를 연결하는 것이 일반적입니다.
   • WAN
   • : 일반적으로 전용 통신 회선, 위성 링크, 휴대 전화 네트워크 등을 사용하여 연결됩니다.
   그래서 LAN과 WAN의 차이점은?다만 명확하게 구별할 수 있다고 하면, 그것이 통신 사업자의 개재 유무입니다. 유선 케이블을 이용하여 도쿄와 오사카를 연결하는 경우, 기본적으로 통신 사업자가 개재합니다.
   • LAN과 WAN 모두 네트워크를 가리키는 용어
   • LAN과 WAN은 커버하는 영역의 크기가 다르다.
     • LAN(Local Area Network)
     • : 일반적으로 한 건물이나 캠퍼스 내와 같은 제한된 범위 내에서 네트워크를 가리킨다.
     • WAN (Wide Area Network)
     • : 광범위한 네트워크로 도시나 국가를 가로질러 접속된다 ※인터넷은 가장 광범위한 WAN의 예
   • WAN 구축에는 기본적으로 통신사업자가 개재한다
3. 요약
   사실 대답은 명확하게 정해져 있지 않습니다. "어떤 범위에서 어느 범위까지가 LAN이고, 더 큰 경우 WAN"이라는 정의는 존재하지 않습니다. 이용되고 있는 기술이나 네트워크 범위의 넓이 등으로부터 종합적으로 판단 하고 있다는 것이 대답이 됩니다.

네트워크란 컴퓨터와 장치가 서로 연결되어 정보와 리소스를 공유할 수 있는 시스템을 의미

• [네트워크] = 여러가지 기기가 서로 접속하여 통신하는 구조
• 상호 통신을 위해서는 공통 규칙 필요
• 인터넷은 세계 공통 규칙으로 운영되는 세계 최대 네트워크

역사 1: 네트워크가 성립한 배경

• 컴퓨터가 등장한 초기에는 1대의 컴퓨터가 독립해 기능하고 있음
• 컴퓨터가 발명되고 점점 더 많은 장면에서 데이터와 리소스 공유가 필요해짐

역사 2: APRANET 등장

• 여러 대의 컴퓨터를 연결하여 원격지에서의 정보 공유 및 컴퓨터 자원 이용 목적
• 패킷 교환이라는 통신 방식 확립

역사 3: 인터넷

• 전 세계 컴퓨터 네트워크가 서로 연결되는 인터넷 탄생
• 인터넷이라고 해도 결국 하나 하나의 디바이스가 상호 접속된 것

역사 4: 프로토콜

• 전 세계적으로 컴퓨터와 장치가 통신하려면 장치가 서로 정해진 규칙에 따라 통신해야함
• 이 때문에 세계 전체에서 통신 프로토콜 정의
• 네트워크 엔지니어의 공부라면 이 통신 프로토콜의 학습하는 것

네트워크의 주요 구성 요소

프로토콜

TCP/IP · HTTP · FTP · DHCP · DNS 등 데이터 통신과 관련된 프로토콜을 이해한다.

네트워크 토폴로지

스타, 버스, 링, 메쉬, 트리 등 네트워크의 물리적 및 논리적 구조를 배웁니다.

네트워크 장치

중계기 , 스위치, 라우터 , 방화벽 , 액세스 포인트 등 네트워크 장치의 기능과 구성 방법을 습득합니다.

IP 주소 및 서브넷 마스크

IPv4 및 IPv6 주소 , 서브넷 마스크 , CIDR 표기법, 서브넷 분할 방법을 이해합니다.

DNS(Domain Name System)

DNS 메커니즘, A 레코드, CNAME 레코드, MX 레코드 등의 기본 레코드 유형을 배웁니다.

라우팅 프로토콜

OSPF , RIP , BGP 등의 라우팅 프로토콜의 기본 원리와 설정 방법을 습득한다.

네트워크 보안

방화벽, VPN, 암호화, 인증, IDS/IPS 등 네트워크 보안을 보장하기 위한 기술과 정책을 배웁니다.

무선 네트워크

Wi-Fi의 규격, 무선 주파수, 채널, 액세스 포인트, SSID, 암호화 방식(WPA2/WPA3) 등을 이해한다.

문제 해결

ping, traceroute, nslookup, Wireshark 등 네트워크 문제를 진단하고 해결하기 위한 도구와 방법을 습득한다.

네트워크 설계 및 관리

네트워크 아키텍처, 대역폭 관리, QoS, 트래픽 쉐이핑, 내결함성, 네트워크 모니터링 등 효율적이고 안정적인 네트워크 시

스템을 구축하고 유지하는 방법을 배웁니다.

정리

정의 : 디바이스끼리를 접속해, 데이터나 자원의 공유·교환을 하는 시스템.

통신 프로토콜 : TCP/IP: 인터넷의 기본 프로토콜입니다.

HTTP/HTTPS: 웹 페이지를 검색하는 데 사용됩니다.

FTP: 파일 전송을 위한 프로토콜.

SMTP, IMAP, POP3: 이메일 송수신과 관련된 프로토콜.

네트워크 유형 : LAN(Local Area Network): 소규모 범위(사무실 및 가정)의 네트워크.

WAN (Wide Area Network) : 대규모 범위 (도시와 국가 간)를 연결하는 네트워크.

1. URL 파싱 및 HTTP 요청 생성: 브라우저가 URL을 해석하여 HTTP 요청 메시지를 생성하고, 이를 운영체제에 전송 요청합니다.
2. DNS 룩업: 도메인 이름을 IP 주소로 변환하기 위해 DNS 룩업을 수행합니다. 크롬 같은 브라우저는 먼저 로컬의 hosts 파일과 DNS 캐시를 확인합니다.
3. 프로토콜 스택을 통한 패킷 처리: 운영체제 내의 프로토콜 스택이 HTTP 요청을 네트워크 패킷으로 변환하고 제어 정보를 추가합니다.
4. LAN 어댑터를 통한 전송: LAN 어댑터가 패킷을 전기 신호로 변환하여 네트워크로 송출합니다.
5. 인터넷 접속 경로를 통한 이동: 패킷은 스위칭 허브를 거쳐 ISP를 통해 인터넷으로 전송됩니다.
6. 인터넷의 핵심부를 통한 전달: 패킷은 여러 고속 라우터를 거쳐 인터넷의 핵심부를 통과하여 목적지로 이동합니다.
7. 목적지 LAN 도착 및 검사: 패킷은 목적지의 LAN에 도착하며, 방화벽에서 검사 후 필요한 경우 캐시 서버로 이동합니다.
8. 웹 서버에서의 처리: 웹 서버는 프로토콜 스택을 통해 패킷을 추출, 메시지를 복원하고, 웹 서버 애플리케이션으로 전달합니다.
9. 응답 데이터 작성 및 회송: 웹 서버 애플리케이션은 요청에 대한 응답 데이터를 작성하여 클라이언트로 다시 보냅니다. 이 응답도 동일한 경로를 통해 전송됩니다.