[NW] The definition of a network

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'시작하며'에서 말했듯이, 정말 어디서부터 시작해야할지 모르겠다. 그렇지만 한번 시작해보자. 네트워크란 무엇일까? 위키피디아에서는 다음과 같이 설명했다.

A computer network is a telecommunications network that allows computers to exchange data. The physical connection between networked computing devices is established using eithercable media or wireless media.

즉, (컴퓨터) 네트워크란 컴퓨터가 정보를 교환하도록 하게하는 그런 네트워크를 말한다. 왜 사람들은 네트워크를 사용했을까? 옛날에는 컴퓨터라는 것이 이렇게 많지 않았다. 게다가 일반인들은 감히 사지 못 할 정도로 비싼 제품도 있었다고 한다. 이러한 제품을 어떻게 개개인이 다 가지고 있는가?! 나눠쓰는 것이다. 그것을 네트워크를 통해 가능케 한 것이다. 당시에는 여러 단말기를 통해 메인 프레임에 접근 가능하도록 네트워크를 설정하여 사용했다고 한다.

보통 네트워크를 설명할 때 빠지지 않고 나오는 이야기가 인터넷이고 인터넷을 설명할 때 빠지지 않고 나오는 이야기는 ARPANET이다. ARPANET은 미국 국방부의 연구 개발국의 네트워크로 당시에는 개발국 내에서만 사용하던 작은 네트워크일 뿐이었다. 그런데 이것이 여러 개의 작은 네트워크와 합쳐지다보니까 지금의 글로벌 인터넷이 되었다는 아주 유명한 이야기이다.

이와 같이 그냥 어떤 그룹이 여러 개 묶였다고 생각하면 된다. 묶이고 묶이다 보니 그 크기가 지구 전체를 아우르게 되어 인터넷이라는 큰 네트워크가 형성되었던 것이다.

사실 지금까지는 모두가 아는 이야기이다. 그러면 이제부터는 하나의 네트워크를 만들어가는 과정부터 이야기해볼까? 하나의 네트워크 이것은 지구 전체를 봤을 때는 굉장히 작은 지역적인 네트워크일 뿐이다. 따라서 Local Area Network(LAN) 라고 부른다.

이제부터 당분간 앞으로의 포스팅에서는 LAN 만을 이야기할 것이다. 당분간 TCP/IP를 통한 외부 네트워크를 접근하는 것은 잊도록 하자. TCP/IP를 논할 때가 되면 그 때 다시 이야기하려고 한다.

컴퓨터가 30대 있는 사무실에 LAN을 구성해볼까? 30개의 컴퓨터를 이어보자 :-)

뭐가 필요할까? 우선 30대의 컴퓨터가 필요할 것이다. 그리고 이 30대의 PC를 연결할 선(UTP Cable)이 있어야 하고 이 선을 꽂을 네트워크 스위치가 있어야 한다. 

여기서 스위치란 방에 있는 불 킬때 똑딱 거리는 그 스위치가 아니라 하나의 컴퓨터 정도로 생각하자. 뭔지는 잘 모르겠지만 스위치에 케이블을 꽂으면 PC들이 통신을 할 수 있는 그런 것이라고 생각하자. 스위치에 대한 자세한 이야기는 나중에 해보자.

아무튼 다시 네트워크를 구성하는 이야기로 들어가서, 이제 대충 생각하기를 컴퓨터를 선에 연결해서 스위치에 연결하면 대충 될 것 같다.

케이블을 PC에 꽂으려고 하는데 이런, LAN 카드가 없다;; 용산 가서 사오기로 하자. 음, 그런데 뭘 사와야 할까? 아무거나 사오면 안 된다. 

여기서 중요한 이야기를 해보자. 세상에는 여러 방식의 네트워크 방식이 있다. 네트워크가 작동하기 위해서는 네트워크가 동작하는 일련의 규칙이 있어야 한다. 가령, 1번 PC부터 30번 PC가 줄을 서서 통신할 기회를 기다린다든지, 가장 데이터가 많은 PC가 네트워크에서 데이터를 전송하도록 하자 라든지. 뭔가 같이 지키는 규칙이 필요하다.

이 세상에는 몇 가지의 네트워크 방식이 있을까? LAN 카드에 적용되는 방식들은 보통 다음과 같다.

1. Ethernet (전 세계 네트워크의 90%는 이 방식을 사용한다.)

2. Token Ring

3. FDDI

4. ATM

즉, 하나의 LAN을 구성하기 위해 LAN 카드를 구입할 때는 같은 방식의 LAN 카드를 사야 통신이 가능하다. Ethernet LAN 카드가 25개 밖에 없어서 나머지 5개는 Token Ring LAN 카드를 구입했다면 통신은 불가능하다. 30개 전부 Ethernet을 사든 Token Ring을 사든 해야한다. 

자 Ethernet LAN 카드 30개 구매하였고 PC에 설치도 완료했다. 이제는 진짜 스위치에 캐이블을 끼워서 PC를 연결해보자.

여기서 궁금증이 생긴다. 도대체 왜 다른 종류의 LAN 카드로는 통신이 불가능하다고 하는거지? 궁금증을 해결하려면 각각을 공부해보는 수 밖에 없다. 먼저 Ethernet을 알아보자.

Ethernet은 보통 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)이라는 프로토콜을 사용한다. 네트워크에서 지켜야하는 규칙을 의미한다. Ethernet LAN 카드로 구성된 네트워크에서는 CSMA/CD라는 규칙을 지켜야 한다고 이해하면 된다. 그러면 CSMA/CD는 어떤 규칙일까? 쉽게 말해서 "알아서 눈치껏 통신하자"이다. 30개의 PC가 연결되어있는 네트워크에서 두 개 이상의 컴퓨터가 동시에 데이터를 보내면 충돌이 발생한다. 충돌을 피하기 위해 알아서 눈치껏 통신하자는 이상하고 아리송한 프로토콜이다. 

CSMA/CD는 다음과 같이 동작한다. Ethernet 네트워크 상의 한 대의 PC A가 네트워크 상황을 살펴본다. 아무도 없다. (A는 F와 통신하고 싶어한다고 하자.) 따라서 눈치껏 F한테 데이터를 보낸다. F는 데이터를 잘 받겠지? 그러면 이제 PC B를 보자. B가 네트워크 상의 C와 통신하려고 한다. 아무도 없길래 데이터를 보냈는데 마침 그 때 A가 데이터를 다른 PC에 보내서 충돌이 발생했다. 이러면 A와 B는 충돌을 감지하고 또 다시 알아서 눈치껏 데이터를 각자의 목적지에 보낸다. 만일 이 때도 실패하면 어떻게 되냐고? 계속 눈치껏 보낸다. 15번까지 연속으로 실패하면 그 때는 A와 B는 "이 네트워크에서는 통신 못 하는구나"하고 판단한다. 아래의 그림과 같다.

앞으로의 포스팅에서 조금 더 자세히 다룰꺼지만 지금은 그냥 대충 Ethernet이 CSMA/CD라는 프로토콜을 사용하고 그 뜻은 "눈치껏 알아서 통신하자" 까지만 알고 넘어가자. 

그 다음에는 Token Ring 이다. Token Ring 네트워크에서는 토큰을 가지고 있는 PC만 데이터를 전송할 수 있다. 그 토큰은 네트워크 상에서 계속 옆으로 전달된다. 아래와 같다.

이 네트워크에서는 토큰이 있는 PC만 데이터를 전송할 수 있기 때문에 데이터가 충돌날 일은 없다. (단, 토큰이 하나일 경우만!! 몇몇의 토큰링 네트워크에서는 토큰이 몇 개 있는 그런 토큰링 네트워크도 있다고 한다.)

CSMA/CD에 대해서는 다음 포스팅에서 이야기하기로 했지? 그러므로 이번 포스팅은 마치려고 한다. 사실 이번 포스팅의 내용은 누구나 네트워크를 공부한 적이 있다면 들어봤을 또는 익숙할 만한 이야기이다. 그렇지만 이 블로그 알지? 기초부터 이야기하는 그런 블로그라는 것. 

마지막으로 위에서 계속 뜬 구름처럼 이야기되었던 스위치가 어떻게 생겼는지 보여주고 이 포스팅을 마치려고 한다.

p.s. 저 구멍에 네트워크 캐이블을 연결하면 된다고 한다.