복습 | 8장. 네트워크 전체흐름 & 9장. 무선 랜의 이해

8장. 네트워크의 전체 흐름

🟧 32. 랜 카드에서의 데이터 전달과 처리

• 웹 사이트에 방문했을 때 이루어지는 전체적인 데이터 처리 과정에 대해 알아보자.

 

🟩 전체적인 네트워크 흐름

컴퓨터, 스위치, 라우터, 웹서버로 구성된 전체 네트워크 구성이다.

📍스위치란 ?

데이터 링크 계층에서 LAN 내에 여러 포트 사용해 다수의 통신 가능하게 하는 장비

📍라우터란?

네트워크 계층에서 다른 네트워크 간 통신을 위한 장비

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이제 위 그림 왼쪽부터 순서대로 OSI 모델 각 계층 간에 데이터 전달되고 처리되는 전체 과정을 보고자 한다.

[컴퓨터 → 스위치 → 라우터 → 웹 서버]

🟩 1) ‘컴퓨터에서’ 발생하는 데이터 처리 과정

🟧 컴퓨터의 웹 브라우저에 URL 입력 후 웹서버에 도착

               (단, 3-way Handshake는 이미 완료되어 연결 확립된 상태라고 가정) 

(1) [컴퓨터에서] 웹브라우저에 URL 입력 후 엔터 누르면 캡슐화 시작

(2) [응용계층에서] Get 명령어로 HTTP 요청을 한다.

• 웹 서버에 있는 html 데이터를 얻어와야 하므로 (Http 메시지)

(3) [전송계층에서] 출발지와 목적지 포트번호 적힌 TCP 헤더 붙어 세그먼트가 된다.

• : 어떤 애플리케이션으로 데이터 보내는지 식별하는 번호
• 출발지 포트번호는 무작위 선택(1025번 이상)
• 목적지 포트번호는 HTTP 이므로 80번 포트

(4) [네트워크 계층에서] 출발지와 목적지 IP 주소 적힌 IP 헤더가 붙어 IP 패킷이 된다.

• 출발지 컴퓨터와 목적지 서버의 위치 = IP 주소

(5) [데이터 링크 계층에서] 이더넷 헤더 + 트레일러(FCS) 추가되어 이더넷 프레임이 된다.

(6) [물리계층에서] 랜카드 사용하여 데이터가 전기 신호로 변환된다.

(7) 데이터가 전기신호로 변환된 상태에서 스위치A 로 전송된다.

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🟩 2) ‘스위치 A에서’ 데이터 전달과 처리

• 스위치 내에 대응되는 OSI 모델 계층은 [물리 계층]과 [데이터 링크 계층]이다.
• [물리계층] → [데이터 링크계층]→[물리계층] → 라우터 A

1) 컴퓨터에서 들어온 데이터가 스위치A의 [물리계층]에서 전기신호로 변환되어 전달된다.

2) [데이터 링크 계층]에서 다시 데이터를 전기신호로 변환되어 [물리 계층]으로 전달된다.

3) [물리 계층]에서 데이터를 전기신호로 변환하여 라우터A로 전달한다.

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🟩 3) ‘라우터 A에서’ 데이터 전달과 처리

• 라우터 내에 대응되는 OSI 모델 계층은 [물리 계층, 데이터링크 계층, 네트워크 계층]이다.

💡 역캡슐화 : [물리계층]→[데이터링크계층]→[네트워크계층]

(1) 라우터 A에 도착하면 [데이터링크계층]에서 이더넷 프레임 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소 비교한 후 주소가 같으면, 이더넷 헤더와 트레일러를 분리한다. (역캡슐화)

(2) 그것은 [네트워크계층]에 전달되어 다시 목적지 IP주소와 자신의 라우팅 테이블 속 주소가 같은지 체크한다.

 

💡 캡슐화: [네트워크계층] →[데이터링크계층]→[물리계층]

(1) 라우팅을 통해 출발지 IP주소를 라우터의 외부 IP주소로 변경

(2) [데이터 링크 계층]으로 전달해서 (캡슐화) 이더넷 헤더와 트레일러를 붙인 후 [물리계층]에서 전기신호로 변환하여 → 라우터 B로 전송

라우터 B에서도 라우터 A와 동일하게 역캡슐화→캡슐화 차례로 수행

스위치 B에서도 스위치 A와 동일하게 역캡슐화, 캡슐화가 진행된다.

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🟩 4) ‘웹서버’에서의 데이터 전달과 처리

• 웹 서버 내에 해당하는 OSI 모델 계층은 [물리계층, 데이터링크계층, 네틐워크계층, 전송계층, 응용계층]이다.

(1) 스위치 B에서 전기신호로 변환된 데이터 전달받는다.

(2) [데이터 링크 계층]에서 이더넷 프레임 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소가 같으면 이더넷 헤더와 트레일러 분리한다.

(3) [네트워크 계층]에서 목적지 IP 주소와 웹서버의 IP 주소가 같으면 IP 헤더를 분리한다.

(4) [전송계층]에서 목적지 포트번호를 확인하여 어떤 애플리케이션으로 전달해야 하는지 판단하고, TCP 헤더를 분리한다.

(5) [응용계층]에서 HTTP 응답을 하여 알맞은 페이지, 이미지 등을 반환한다.

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9장. 무선 랜 이해

지금까지는 컴퓨터들을 ‘랜 케이블’로 연결하여 통신하는 ‘유선 랜’의 구조에 대해 배웠다.

🟧 35. 무선 랜의 구조

🟩 무선 랜

• 랜 케이블 사용하지 않고 눈에 보이지 않는 ‘전파’ 이용하여 무선으로 컴퓨터를 연결하는 방식

🟨 장점

1) 랜 케이블 사용 X → 시각적으로 좋다

2) 랜 케이블 닿지 않는 거리도 통신 가능 O

🟨 장점

1) 유선보다 속도 불안정 O

2) 전파 약하면 연결 잘 안됨

3) 유선 랜에 비해 통신 내용 해킹 위험 높다

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🟩 무선 랜의 구성

🟨 무선 액세스 포인트

• 무선 인터넷 접속 돕는 중계 장치
• 무선 공유기에 무선 액세스 포인트 기능이 포함된 경우 多
• 기업 같은 곳에서는 무선 액세스 포인트 여러 대 설치해서 전파 약해지지 않게 한다.

🟨 무선 클라이언트 = 연결대상(컴퓨터 or 스마트폰)

• 컴퓨터(무선 클라이언트)가 무선 액세스 포인트와 통신하기 위해서는 다음이 필요하다.

1) 무선 랜 칩

• 최근 컴퓨터는 대부분 ‘무선 랜 칩’을 내장하고 있어서 문제없이 통신 가능

2) 무선 랜 어댑터

📍무선 랜 어댑터 종류 (2)

1) USB 메모리 방식 어댑터

2) 컴퓨터 카드 방식 어댑터

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🟩 무선 랜 연결하는 방식 | 2가지

🟨 (1) 인프라스트럭처(infrastructure) 방식

• ‘무선 액세스 포인트’를 통해 통신하는 방식
• 즉, 무선 공유기를 중심으로 기기들이 접속하는 방식

🟨 (2) 애드혹(Ad Hoc) 방식

• 무선 클라이언트끼리 ‘직접’ 통신하는 방식``
• ex. 핫스팟

🟩 무선 랜 규격

• 무선 랜은 IEEE802.11 규격 준수하는 기기로 구성되어 있다.
• IEEE802.11 | 미국 기술 표준화 단체 IEEE에서 승인한 무선 랜 표준화 기술

💡 📍 무선 공유기가 다양한 통신 규격 지원하더라도 통신 대상인 무선 클라이언트(컴퓨터)가 그 규격을 지원하지 않는다면 사용 불가능하다.

💡 📍**무선 랜 구성 장비 중 ‘무선 액세스 포인트’ = 무선 공유기 or 무선 AP 라고 부른다.**

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🟧 36. SSID의 구조

무선 랜은 무선 액세스 포인트 ↔ 무선 클라이언트가 서로 통신한다.

무선 액세스 포인트 ↔ 무선 클라이언트 연결 시

1) 혼선 피하려면 SSID( 액세스 포인트 고유 이름)을 사용해야 한다.

2) 무선 클라이언트가 자동으로 무선 액세스 포인트 찾아 통신할 수 있으려면 SSID(네트워크 이름, 인증, 암호화, 암호화키) 설정해야한다.

🟩 무선 연결 통신 절차

🟨무선 액세스 포인트 ↔ 무선 클라이언트의 연결 통신 절차

1) 무선 액세스 포인트가 ‘비컨’ 을 네트워크에 있는 모든 기기에 주기적으로 전송

*비컨: 자신을 알리는 신호

2) 무선 클라이언트는 같은 SSID인지 무선 액세스 포인트에 문의

3) 같은 SSID의 무선 액세스 포인트가 응답

4) 설정된 인증 방식이 올바른지 확인

5) 무선 클라이언트가 무선 액세스 포인터에 연결 요청

6) 무선 액세스 포인터에게 승인 응답 받으면 연결하여 통신 가능

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🟩 채널

무선 액세스 포인터와 무선 클라이언트 사이 거리 멀수록 전파 약해져서 통신 속도 느려진다.

그래서 규모 큰 회사의 경우 여러 대의 무선 액세스 포인트 설치한다.

• 무선 액세스 포인트는 알아서 최적의 채널을 찾아서 자동 설정해준다.

🟨 채널

• 무선 랜은 여러 기기 동시 연결 가능하도록 주파수 대역을 분할하는데, 채널은 그 주파수 대역을 의미
• 무선 공유기 A에 연결된 컴퓨터 1, 2가 있다고 가정해보자.
• 공유기 A와 컴퓨터 1,2는 모두 같은 채널을 각각 설정하여 사용한다.
• 즉, 같은 주파수 대역을 사용한다는 의미이다.

🟨 여러 대의 무선 액세스 포인트(무선 공유기)들을 설치 시.

• 전파가 겹치는 부분 생기지 않도록 채널 설정 시 주의해야 한다.

📍전파 겹치는 무선 공유기들이 ‘다른’ 채널로 설정되어 있으면

전파가 겹치더라도 주파수가 겹치지 않으니까 서로 간섭이 일어나지 않아 통신 속도가 떨어지지 X

📍전파 겹치는 무선 공유기들이 ‘같은’ 채널로 설정되어 있으면

전파가 겹치는데, 주파수까지 겹쳐서 ‘전파 간섭’이 생기고 통신 속도가 느려진다.