네트워크는 현대 사회에서 중요한 역할을 수행하는 기술입니다. 인터넷, 클라우드, 소셜 미디어 등 모든 디지털 환경은 네트워크에 의존하며 컴퓨터와 장치간 데이터를 주고받고, 정보 공유 및 원활한 통신을 가능하게 합니다. 이번에는 네트워크의 기본 개념에 대해 알아보겠습니다.
1. 클라이언트와 서버의 개념과 역할
클라이언트는 사용자의 요청에 따라 서버에게 데이터나 서비스를 요청하고, 응답을 받아 사용자에게 표시합니다. 일반적으로 웹 브라우저, 모바일 앱, 이메일 클라이언트 등 사용자 인터페이스를 제공하는 소프트웨어로서 작동합니다.
서버는 클라이언트의 요청에 대해 응답하고 필요한 데이터나 서비스를 제공하는 역할을 합니다.
주로 고성능 컴퓨터 또는 컴퓨터 네트워크의 한 부분으로 구성된 소프트웨어입니다. 다수의 클라이언트로부터 동시에 요청을 처리하고, 데이터베이스 접근, 파일 공유, 웹 호스팅 등 다양한 기능을 수행합니다.
클라이언트와 서버의 주요 차이점은 작업 수행 방식과 역할 분담입니다. 클라이언트는 사용자 인터페이스를 통해 요청 생성 및 결과 표시를 담당하며, 서버는 해당 요청에 대한 처리와 필요한 데이터/서비스 제공을 담당합니다. 이러한 상호작용은 네트워크 통신 프로토콜(예: HTTP)과 함께 이루어집니다.
2. 네트워크 프로토콜
네트워크 프로토콜은 데이터 전송을 위해 정의된 규칙과 약속입니다. 다음은 일반적으로 사용되는 몇 가지 주요 네트워크 프로토콜이며, 각각의 프로토콜은 고유한 목적과 동작 방식을 가지고 있고 다른 네트워크 장치 및 시스템 간 상호 작동 가능하도록 해줍니다.
- TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): 인터넷에서 가장 일반적으로 사용되며, 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하는 프로토콜입니다. IP 주소와 포트 번호를 기반으로 한 패킷 교환 방식으로 동작합니다.
- HTTP (Hypertext Transfer Protocol): 웹 페이지와 같은 하이퍼미디어 문서를 전송하기 위해 사용되는 프로토콜입니다. 웹 브라우저와 웹 서버 간의 통신에 사용됩니다.
- FTP (File Transfer Protocol): 파일 전송을 위해 사용되며, 파일 업로드 및 다운로드에 이용됩니다.
- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): 이메일 전송에 사용되며, 메일 송수신 사이의 표준화된 규약을 정의합니다.
- DNS (Domain Name System): 도메인 이름과 IP 주소 간 정보를 제공하여 도메인 이름 기반으로 IP 주소 찾기 기능을 수행합니다.
3. 클라이언트와 서버 간 데이터 통신 방법
클라이언트와 서버 간의 데이터 통신은 주로 요청-응답 모델에 따라 이루어집니다. 다음은 요청-응답 모델에 따른 데이터 흐름입니다.
- 클라이언트는 서버에게 요청 메시지를 전송합니다.
- 요청 메시지는 일반적으로 필요한 작업을 식별하는 메서드(예: GET, POST)와 함께 URL, 헤더 및 본문 데이터로 구성됩니다.
- 서버는 해당 요청을 받아들여 처리하고, 필요한 작업을 수행합니다.
- 서버는 응답 메시지를 생성하여 클라이언트에게 반환합니다.
- 응답 메시지에는 상태 코드, 헤더 정보 및 본문 데이터가 포함될 수 있습니다.
클라이언트와 서버 간의 데이터 통신은 네트워크 프로토콜(예: TCP/IP)을 기반으로 이루어집니다. 이를 통해 웹 브라우저에서 웹 페이지 로딩, 파일 전송 등 다양한 기능을 수행할 수 있습니다.
4. 네트워크 구성 요소
1) 네트워크 장비 종류와 역할
- 라우터(Router): 여러 개의 네트워크 간 패킷 전송을 관리하고 최적 경로를 설정하는 장비입니다. IP 주소 기반으로 패킷의 목적지를 결정하여 인터넷상에서 정보 전달 역할을 하며, 다양한 인터페이스를 통해 다른 유형의 네트워크와 연결될 수 있습니다.
- 스위치(Switch): 여러 대의 컴퓨터나 장치들 사이에서 패킷 전송과 연결 관리를 담당하는 장비입니다. MAC(Medium Access Control) 주소 기반으로 패킷을 목적지 장치에 전송합니다. 포트 간 데이터 전송 속도가 고속이며, 충돌 도메인을 분리하여 성능과 보안 측면에서 우수한 성능을 제공합니다.
- 허브(Hub): 여러 대의 컴퓨터나 장치들 사이에서 패킷 전송만 담당하는 단순한 장비입니다. 받은 신호를 연결된 모든 포트로 보내므로 충돌 가능성이 있으며 성능 면에서 제약이 있습니다.
2) 장비별 동작 원리와 활용 사례
- 라우터: 예를 들어 집 내부 네트워크와 외부 인터넷 사이에서 IP 패킷의 경유 지점 역할을 하며 보안 정책 적용도 가능합니다. 기업 내부망에서 서브넷 분리 및 가상 사설망(VPN) 구축에 사용됩니다.
- 스위치: 예를 들어 회사나 학교 내부망에서 컴퓨터들끼리 안전하고 고속으로 데이터 교환하기 위해 사용됩니다. LAN(Local Area Network) 환경에 많이 사용되며, 이더넷(Ethernet) 기반으로 동작합니다.
- 허브: 다회선 형태로 되어 있는 것으로 입력된 신호가 출력 포트 모두에 나타납니다. 한 번에 하나만 송수신 가능하기 때문에 성능 면에서 제약 사항도 있으며 현재는 많이 사용되지 않습니다.
5. 마무리
지금까지 네트워크의 기초개념을 살펴보기 위해 클라이언트와 서버의 개념과 네트워크 프로토콜, 클라이언트와 서버의 통신과정 및 네트워크의 구성 요소에 대하여 알아보았습니다. 우리의 생활과 밀접하고 매번 활용할 수밖에 없는 것들이지만 그 세부 내용에 대해서는 대부분 알고 계시지 못하셨을 텐데요, 상식적인 측면에서 기본 개념을 알아두면 좋을 것 같습니다.