1. 컴퓨터 네트워크의 기본 구성 요소
컴퓨터 네트워크는 많은 컴퓨터 소프트웨어, 하드웨어 및 통신 장비로 구성된 매우 복잡한 시스템입니다. 다음은 컴퓨터 네트워크에 필요한 주요 부품, 즉 서버, 워크스테이션, 주변 장치, 네트워크 소프트웨어에 대해 간략하게 소개합니다.
1. 서버(Server)
컴퓨터 네트워크에서 서버는 전체 네트워크 시스템의 핵심이다. 일반적으로 특정 업무를 담당하는 여러 위치에 분산되어 있는 컴퓨터를 말한다. 네트워크 사용자에게 서비스를 제공하고 전체 네트워크를 관리하는 데이터 처리 작업 및 리소스 제공 등은 네트워크 전체 성능에 영향을 미칩니다. 일반적으로 대규모 네트워크에서는 네트워크의 신뢰성을 보장하기 위해 메인프레임, 중형 컴퓨터 및 미니 컴퓨터가 네트워크 서버로 사용됩니다. 콘센트 수가 적고 네트워크 트래픽이 적으며 데이터 보안 요구 사항이 낮은 네트워크의 경우 고급 마이크로컴퓨터를 네트워크 서버로 사용할 수 있습니다. 네트워크에서 서버가 수행하는 다양한 네트워크 기능에 따라 파일 서버, 통신 서버 및 인쇄 서버로 나눌 수 있습니다. 소규모 LAN에서는 파일 서버가 가장 일반적으로 사용됩니다. 일반적으로 네트워크가 클수록, 사용자가 많아지고, 서버 로드가 클수록 서버 성능 요구 사항도 높아집니다.
2. 워크스테이션(Workstation)
워크스테이션은 "노드" 또는 "클라이언트"라고도 하며 네트워크 어댑터와 케이블 A를 통해 네트워크에 연결된 컴퓨터를 의미합니다. 컴퓨터는 정보 처리를 위해 네트워크 사용자가 사용하는 개인용 컴퓨터입니다. 서버와는 다릅니다. 서버는 네트워크 전체를 관리하고 서비스를 제공하는 반면, 워크스테이션은 네트워크에 연결된 장치에 불과하며, 동시에 사용자에게 독립된 컴퓨터 역할을 합니다. 특정 권한에 따라 제어할 수 있으며, 서버에 접속하여 네트워크 리소스를 이용할 수 있습니다.
워크스테이션은 일반적으로 일반 개인용 컴퓨터를 말하며 때로는 비용을 절약하기 위해 소프트 디스크와 하드 디스크를 장착하지 않아 '디스크 없는 워크스테이션'이라고 부르기도 합니다.
3. 네트워크 주변기기
동축 케이블, 연선, 광섬유 및 기타 전송 매체, 네트워크 카드(NIC)와 같이 서버와 워크스테이션을 연결하는 일부 연결 또는 연결 장치를 말합니다. ) ), 리피터, 허브, 스위치, 브리지 등 및 WAN에서 사용되는 장비 : 모뎀, 라우터, 게이트웨이 등 인터페이스 장비 : T형 커넥터, BNC 커넥터, 터미널 매처, RJ45 커넥터, ST 커넥터, SC 커넥터 , FC 커넥터 등
4. 네트워크 소프트웨어
이전 소개는 모두 네트워크 하드웨어 장치입니다. 네트워크가 제대로 작동하려면 네트워크 소프트웨어도 필요합니다.
일반적으로 네트워크 소프트웨어에는 네트워크 운영 체제(NOS), 네트워크 프로토콜 소프트웨어, 네트워크 통신 소프트웨어가 포함됩니다. 그 중 네트워크 운영 체제는 컴퓨터가 정상적으로 작동하고 인터넷에 연결할 수 있도록 하는 것입니다. 일반적인 네트워크 운영 체제에는 UNIX, Linux, Novell Netware, Windows NT, Windows 2000 Server, Windows XP 등이 포함됩니다. 통일된 프로토콜을 사용할 수 있다는 것은 컴퓨터가 서로 통신하기 위해 사용하는 언어로 간주할 수 있으며, 프로토콜을 사용한 실제 통신은 통신 소프트웨어에 의해 완료됩니다.
네트워크 내 리소스 공유, 상호 통신, 접근 제어, 파일 관리 등이 모두 네트워크 소프트웨어를 통해 구현되기 때문에 네트워크 소프트웨어 기능의 강도는 네트워크 성능에 직접적인 영향을 미친다.
2. 컴퓨터 네트워크의 토폴로지 구조
소위 컴퓨터 네트워크의 토폴로지 구조는 네트워크에 있는 다양한 노드(연결된 장치 및 컴퓨터 포함)의 지리적 분포와 상호 작용을 의미합니다. 네트워크) 연결 관계의 기하학적 구성, 즉 네트워크에 있는 노드의 상호 연결 패턴입니다.
네트워크의 토폴로지는 전체 네트워크의 설계, 기능, 신뢰성 및 통신 비용에 영향을 미칩니다. 일반적인 네트워크 토폴로지는 라우터와 스위치를 사용하여 버스, 스타, 링 등을 포함합니다. 더 큰 네트워크를 구축할 수 있습니다.
1. 버스 유형
버스 유형 구조에서는 네트워크에 연결된 모든 컴퓨터가 통신 전송선에 연결되어 신호 반사를 방지합니다. 그림 6-1(a)에는 버스의 양쪽 끝이 일치합니다. 버스 구조의 장점은 높은 채널 활용도, 우수한 확장성, 간단한 구조, 저렴한 가격입니다.
버스에서 데이터가 전송되면 지속적으로 "브로드캐스트"됩니다. 첫 번째 노드는 이 정보를 수신할 수 있으며, 각 노드는 데이터가 전달된 주소가 자신의 주소와 동일한지 비교합니다. 그렇지 않으면 데이터가 수신됩니다. 단점은 동시에 두 개의 네트워크 노드만 서로 통신할 수 있고 네트워크 확장 거리가 제한되어 있으며 네트워크가 수용할 수 있는 노드 수가 제한되어 있다는 것입니다. 버스의 한 노드에 연결 문제가 있는 한 전체 네트워크의 작동에 영향을 미치며 오류 지점을 찾기가 어렵습니다.
그림 6-1 네트워크 토폴로지
2. 스타 구조
스타 구조에서는 중앙 노드가 중심이고 다른 노드들은 중앙 노드가 연결됩니다. 각 컴퓨터는 별도의 통신 회선을 통해 중앙 노드에 연결되며, 중앙 노드는 그림 6-1(b)와 같이 대상 노드로 정보를 전송합니다. 따라서 중앙 노드는 강력한 기능과 높은 신뢰성을 가져야 합니다.
구현된 네트워크 토폴로지 중 가장 널리 사용되는 토폴로지입니다. 버스 토폴로지에 비해 주요 장점은 특정 케이블 세그먼트가 손상되면 해당 케이블 세그먼트에 연결된 호스트만 영향을 받는다는 것입니다. 구조가 간단하고 네트워크 구축이 쉽고 관리가 쉽습니다. 단점은 이 토폴로지가 Point-to-Point 방식으로 배선되어 있어 배선이 많이 필요하고 비용도 상대적으로 높다는 점입니다. 또한 중앙 노드는 쉽게 시스템의 "병목 현상"이 될 수 있으며, 한 번 발생하면 문제가 발생합니다. 장애가 발생하면 전체 네트워크가 마비됩니다.
3. 링 형태
링 구조에서는 그림 6-1(c)와 같이 각 네트워크 노드가 연결되어 폐루프를 형성하며 데이터만 전송 가능하다. 순방향 전송에서는 데이터 패킷을 수신한 각 노드가 데이터 패킷을 다음 노드로 전달한 후 데이터 패킷이 순환 후 송신 노드에 의해 재활용됩니다. 데이터 패킷이 대상 노드를 통과하면 대상 노드는 데이터 패킷의 대상 주소를 기반으로 이를 수신하고 있다고 판단하고 데이터 패킷을 자신의 수신 버퍼에 복사합니다.
링 토폴로지의 장점은 간단한 구조, 상대적으로 간단한 네트워크 관리, 강력한 실시간 성능입니다. 단점은 비용이 많이 들고 신뢰성이 낮으며 네트워크 확장이 복잡하다는 것입니다. 네트워크의 노드 하나라도 실패하면 전체 네트워크가 마비됩니다.
3. 컴퓨터 네트워크 아키텍처
네트워크 아키텍처를 이해하려면 먼저 네트워크 프로토콜이 무엇인지 이해해야 합니다.
네트워크 프로토콜은 네트워크상의 두 컴퓨터가 통신하는 데 사용하는 언어입니다. 네트워크를 통해 데이터를 전송하기 위해 네트워크 프로토콜은 데이터를 패키지하는 방법과 수신 컴퓨터가 데이터를 수신할 때 압축을 풀어야 하는 방법을 정의합니다. 동일한 네트워크에 있는 두 컴퓨터가 서로 통신하려면 두 사람이 대화할 때와 마찬가지로 동일한 프로토콜을 실행해야 하며, 상대방이 이해할 수 있는 언어와 말하는 속도를 사용해야 합니다.
네트워크 노드 간의 연결은 매우 복잡할 수 있으므로 프로토콜 설계의 복잡성을 줄이기 위해 프로토콜을 공식화할 때 일반적으로 복잡한 구성 요소를 몇 가지 간단한 구성 요소로 분해한 다음 결합하는데, 대부분의 네트워크는 이러한 방식으로 구성됩니다. (1) 일반적으로 사용자 응용 프로그램은 가장 높은 계층이고 물리적 통신 회선은 가장 낮은 계층이며 계층은 여러 계층으로 더 나누어 각 계층에서 처리하는 작업을 규정합니다. (2) 각 계층은 상위 계층에 서비스를 제공하며 다음 계층과 관련이 없습니다. (3) 각 계층은 다음 계층의 서비스를 호출하여 정보를 전송할 수 있지만 관련 작업은 없습니다. 다음 레벨에는 관계가 없습니다. (4) 인접한 두 레이어 사이에는 분명한 인터페이스가 있습니다.
수평으로 통신할 수 있는 최하위 레이어를 제외하고 다른 레이어는 수직으로만 통신할 수 있습니다.
레이어와 프로토콜의 집합을 네트워크 아키텍처라고 합니다. 모든 사람의 이해를 돕기 위해 실제 생활의 예를 사용하여 네트워크의 계층적 관계를 이해합니다. 프랑스어만 아는 프랑스 작가와 중국어만 아는 중국 작가가 학술교류를 하고 싶다면 논문을 영어나 중간언어로 번역한 후 각자의 비서에게 주고 의사소통 방식을 선택해 보낼 수 있다. 그림 6-2와 같이 상대방에게 전달합니다.
그림 6-2 중국과 프랑스 작가 간의 학문적 의사소통 방법
다음은 OSI 참조 모델과 TCP/IP 참조 모델이라는 두 가지 중요한 네트워크 아키텍처를 소개합니다.
1.OSI 참조 모델
전 세계 주요 컴퓨터 제조업체가 자체 네트워크 아키텍처를 출시했기 때문에 서로 다른 컴퓨터 제조업체의 장비가 서로 통신하기가 어렵습니다.
대규모 컴퓨터 네트워크를 구축하기 위해서는 이종 네트워크의 상호연결 문제를 해결해야 한다. 이에 국제표준화기구(ISO)는 1977년 OSI(Open system)로 유명한 '개방형 시스템 상호연결 참조 모델(Open System Interconnection Reference Model)'을 제안했다. 상호 연결/참조 모델) . 이는 컴퓨터 네트워크가 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 세션 계층, 프리젠테이션 계층 및 애플리케이션 계층의 7개 계층으로 나누어져 있음을 규정하고 있습니다.
2.TCP/IP 참조 모델
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 프로토콜은 인터넷에서 사용되는 통신 프로토콜로 ARPANET 연구센터에서 개발했습니다. TCP/IP는 프로토콜 집합(인터넷 프로토콜 제품군)이며 TCP와 IP는 이 프로토콜에서 가장 중요하고 일반적으로 사용되는 두 가지 프로토콜이므로 일반적으로 이 프로토콜 집합을 지칭하는 데 TCP/IP가 사용됩니다.
TCP/IP 프로토콜의 아키텍처는 4개의 계층으로 나뉩니다.
(1) 네트워크 인터페이스 계층은 모델의 가장 낮은 계층이며 역할은 IP를 수신하는 것입니다. 데이터그램을 전송하고 네트워크를 통해 전송하거나 네트워크에서 네트워크 프레임을 수신하고 별도의 IP 데이터그램을 전송합니다.
(2) 네트워크 계층 IP 프로토콜은 이 계층에 상주하도록 정의되어 있으며, 한 호스트에서 이를 수신하도록 지정된 다른 호스트로 정보를 전송하는 역할을 담당합니다. 주요 기능은 주소 지정, 패키징 및 라우팅입니다.
(3) 전송 계층은 데이터 전송을 위한 두 가지 프로토콜, 즉 전송 제어 프로토콜인 TCP와 범용 데이터 프로토콜인 UDP를 제공하며, 이는 정확하고 안정적이며 효율적인 데이터 전송 서비스를 제공하는 역할을 합니다.
(4) 애플리케이션 계층은 TCP/IP의 최상위 계층에 위치하며 사용자에게 일반적으로 사용되는 애플리케이션 프로토콜 집합을 제공합니다. 예: 단순 메일 전송 프로토콜 SMTP, 파일 전송 프로토콜 FTP, 원격 로그인 프로토콜 Telnet, 하이퍼텍스트 전송 프로토콜 HTTP(이 프로토콜은 나중에 확장됨) 등 인터넷의 발전과 함께 많은 실용적인 응용 계층 프로토콜이 개발되었습니다.
그림 6-3은 TCP/IP 모델과 OSI 모델의 간단한 비교입니다.
그림 6-3 TCP/IP 모델과 OSI 모델의 비교
피>