[Computer Network] Chap 1. Introduction

 

 

 

 

Chap 1. Introduction 

컴퓨터 네트워크 – 컴퓨터들을 유무선 줄로 연결하는 것 (종단은 컴퓨터, 디바이스)

PC, 서버 컴퓨터 및 새로운 움직이는 디바이스들 모두 프로그램이 가능하고(CPU) 네트워크로 연결 -> 컴퓨터다

과거 컴퓨터 네트워크 – 유무선 줄 연결, 하드웨어 연결을 중요시

현재 컴퓨터 네트워킹 – 소프트웨어를 통한 논리적인 연결이 더 중요해짐 (ex) software defined networking)

+ 4차 산업혁명 – 공장의 로봇들이 모두 연결, 동적으로 관리, 자동차 드론 블루투스 모두 연결된다. 

 

# Open System Interconnection (OSI 7계층)

컴퓨터 네트워킹의 가장 중요한 원칙, 레이어가 높을수록 사용자에게 가까운 것 

좌우 – 대등한, 복잡한, 똘똘한 일을 한다, symmetric 역으로 작업, peer layer라고 부른다

상하 – 위아래로 주고 받으며 자기가 해야 하는 일을 하고 전달

Layer 1 – 실제 물리적인 정보를 직접 전달하는 역할

+ Peer communication – 실제로 줄을 잇는 것은 아니고, 레이어 간의 logical한 connection 

 

# OSI 7계층 – 반드시 시험에 나온다!

# 1 ~ 4: transport service – 위에 뭐가 있든 상관X, 실어 나르는 역할

1. Physical layer: 왼쪽과 오른쪽을 유무선 줄로 연결하고, 0과 1을 전자/전파, 광, 파동으로 보내는 것

디지털 신호 처리, FFT 퓨리에 변환 / 커버리지 - 유/무선의 왼쪽, 오른쪽 1:1의 관계

network가 아닌 communication (디지털 통신 과목에서 배운다)

 

2. Data Link Layer: 1/2계층은 함께 간다 (블루투스, wifi, 이더넷)

의미 있는 0과 1 덩어리를 주고 받을 때에 집중

에러 발생 시 검출 및 복구하려고 2계층이 노력 / flow control - CPU 파워가 서로 다를 때, 

상대가 보낼 수 있을 만큼 보내는 것 (블루투스 센더와 리시버 간) - reliable transmission of data frames 

 

3. Network Layer: IP 인터넷 프로토콜 기반의 통신 -> 인터넷

A한테 받은 것을 BCD 중 누구에게 보내지? Or 어느 길로 보내지? (라우팅 장치)

네트워크끼리 가로지르는 프로토콜 / 하나의 네트워크의 정보를 다른 네트워크로 연결

- addressing, routing, traffic control 

 

4. Transport Layer: 웹 브라우저와 웹 서버 - 어마무시한 줄을 통과 -> 당연히 중간에 에러가 나겠지

packet들이 사라지고 변질됨 / 맞는 정보인지 확인, 에러를 알려주고 복구 시작함 

+ 2계층 에러 검출 및 복구를 안 할 수도 있음 / 실제 제품 구현 시 100% 에러 검출 및 복구 하는 건 X

+ flow control (서버와 웹 브라우저 간) / 대표적인 4계층 소프트웨어 –> TCP / UDP

- reliable transmission of data segments (에러 검출 및 복구에 충실한 TCP / 안 하는 UDP 둘 다 여기에 해당) 

 

# 5 ~ 7: upper layers

5. Session Layer: 영화 - 동영상, 자막, 사운드 각각 저장 / 하나의 서비스는 여러 개의 session으로 분리됨

이들이 sync가 맞게 독립적으로 동작 (session의 의미) 

Authentication - 합법적 사용자인가 아닌가 (0 or 1) -> USIM 여부

Authorization(permission) - level - auth는 통과함 -> 이후 요금제 단계별 서비스 제공 or 프리미엄 유저

Logical connection between applications 

6. Presentation Layer: 다양한 형태의 영상 압축 기법 MP4, MPEG / 어떻게 컴퓨터에 저장 Or 표현할 것인가?

RSA 암호화 기법도 여기에 포함된다. 

Encoding, data compression, encryption/decryption

 

7. Application Layer: 웹 브라우저의 UI / 사용자가 접하는 최종 접경: End-user application 

 

# Peer Communication

디바이스 A의 application layer가 궁극적으로 통신하고 싶은 대상은 디바이스 B의 application layer

기능은 왼쪽과 오른쪽의 peer communication (이걸 신경 씀) / 전달은 위에서 아래로 (중요하지 X) 

+ 라우터 – router / 3계층까지 있는 장비 / 1+2 계층 + 네트워크 레이어까지 있는 장치이구나!

 

- A P S / T N D P 암기 // application presentation session 묶어서 하나로 퉁 (application)

- 블루투스 / 무선랜 / NFC / 이동통신 – 모두 1,2 계층

 

- 게이트웨이 장치: 방화벽 / firewall / 7계층까지 올라가는 장비

- 4계층이 있다? -> TCP를 중간에서 까볼 수 있음

- 6계층까지 있는 것도 있다 / 압축 방식을 변경 가능 / 개도국에서 높은 해상도를 낮게 바꾸어서 전달

 

# Open-Source Hardware > 아두이노 / OCP

# Arduino

- 공학을 전공하지 않는 사람들을 위한 저렴한 회로 필요 / 하드웨어 설계 및 특수의 범용화 / 이탈리아 개발

- 아두이노 회로를 공개, 오픈소스 소프트웨어 공개 (LGPL / GPL) 

- ARM CPU 위에 통신 기술이 올라타 원격으로 정보를 주고 받기 가능 / Shield 서드파티 업체 쉴드가 붙어 확산

- 서버 컴퓨터, PC를 넘어, 컴퓨터가 퍼지게 된 계기 (IoT)

 

# Open Compute Project (OCP) / Facebook

- 구글과 페이스북 / 네트워크 통신 기술의 90% 이상 점유

- 대규모 오픈소스 하드웨어 / CPU + 디스크카드 – 네트워크 스위치에 꽂힘 – 서버 건물 

- 회로도, 건물 설계도, 소프트웨어 기타 등등 모두 오픈소스로 공개 

 

+ Open-Source Telecom / 왜 만들었을까? 

- 전력 사용 감소 / 단위 집적도 개선 / 케이블 사용 감소, 속도 증가 등 

- 범용 제품이 아닌, 나의 목적에 100% 맞는 최적의 하드웨어를 구축하고자 함 

Ex) 내가 쓰지도 않는 부품들이 전기 먹음 / 웹서비스만 하는 CPU 카드를 원해 / 통신사들의 데이터센터

 

+ 구글, 10년에 걸쳐 구글이 사용하는 모든 네트워크 장치들의 하드웨어, 소프트웨어를 전부 직접 개발함 

- 이 네트워크는 구글의 것 / 더이상 표준이 의미 X / 하드웨어 소프트웨어 모두 오픈소스 

-> 능력이 되면 내가 다 직접 만들면 된다. 

 

# Single Board Computer (SBC)

# 라즈베리 파이 RaspberryPi

- 영국, 컴퓨터 교육을 위해 만들어졌다 / 오픈소스 X – 만들어진 제품을 구매하는 것 

- ARM CPU 위에 리눅스 탑재 / 와이파이 + 블루투스 탑재 

- 기존 디지털 전광판, 인텔 CPU + 윈도우 -> 라즈베리 파이로 전환 가격 매우 저렴 -> 드론 컴퓨터로 확대

- 우분투 OS가 올라간다는 의미 –> 리눅스에서 짠 소프트웨어는 그대로 다 올라간다. 

 

- 한국 ODROID 오드로이드 / 미국 Beagle Bone / Intel NUC – 인텔 CPU로 짠 sw 잘 올라탐, 대규모 드론, 차 

- Google Coral – 인공지능 processor, 텐서플로우 -> 학습을 마친 라이트한 알고리즘을 올림, 서버 접속 필요 X

- NVIDIA Jetson – GPU도 탑재 // 기존의 컴퓨터가 아닌 특이한 애들이 마구 들어온 네트워크 세상 

-> 이들을 연결하는 것이 현재의 컴퓨터 네트워킹

 

# Linux

- 가장 큰 규모의 오픈소스 비영리단체, 리눅스 파운데이션 

- 리눅스의 태생은 서버용 운영체제 / 현재 대규모 클라우드 서비스 서버 10개 모두 리눅스 (구글, 아마존 등등) 

- 리눅스 파운데이션 산하, 100개 이상의 오픈소스 프로젝트 중 하나가 리눅스 OS

+ 리눅스의 변종 480개 중 하나가 안드로이드

- 우분투 – 서버, 클라우드 컴퓨팅, 개인 PC 등 다양한 컴퓨터에 많이 올라간다. 

- 안드로이드 – 스마트폰에서 시작, 웨어러블 기계, 태블릿, TV, 자동차 / 전세계 슈퍼컴퓨터 10대 모두 리눅스

 

- 리눅스가 새로 정의한 7계층 

- 운영체제 없는 하드웨어 / 통신 기능 / 리눅스 OS / 네트워크를 control (전통적으로는 불가능)

가상화, 클라우드 컴퓨팅 / 잘 돌아갈 수 있도록 관리 (Orchestration, management) / 데이터 분석 / 
어플리케이션