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개발자가 알아야 할 네트워크 핵심 개념 정리...기타 2026. 7. 8. 23:25
브라우저 주소창에 URL을 입력하는 순간부터 서버의 응답이 화면에 그려지기까지, 그 사이에는 수십 개의 네트워크 규약이 맞물려 동작한다.
이 글은 네트워크의 동작 원리를 계층 구조부터 프로토콜, IP 주소 체계까지 핵심만 압축해서 정리했다.
1. OSI 7계층
ISO가 정의한 네트워크 표준 모델. 통신을 7개의 계층으로 나눠 각 계층이 독립적으로 역할을 수행한다.
암기법: 물데네전세표응 (아래 → 위)
계층 이름 전송 단위 (PDU) 핵심 역할 장비 주요 프로토콜 1 물리 (Physical) 비트 (Bit) 전기 신호로 변환해 전송 허브, 리피터 RS-232C 2 데이터 링크 (Data Link) 프레임 (Frame) 인접 노드 간 신뢰성 있는 전송, 오류/흐름 제어 스위치, 브리지 Ethernet, PPP, HDLC 3 네트워크 (Network) 패킷 (Packet) 경로 설정(라우팅), IP 주소 기반 전달 라우터, L3 스위치 IP, ICMP, ARP, RARP 4 전송 (Transport) 세그먼트 (Segment) 종단 간(End-to-End) 신뢰성, 흐름/오류 제어 - TCP, UDP 5 세션 (Session) 데이터 (Data) 세션 설정·유지·종료, 동기화 - NetBIOS, RPC 6 표현 (Presentation) 데이터 (Data) 코드 변환, 암호화, 압축 - JPEG, MPEG, SSL 7 응용 (Application) 데이터 (Data) 사용자에게 서비스 제공 L7 스위치 HTTP, FTP, DNS, SMTP PDU(Protocol Data Unit) 암기
물리 → 비트(Bit) 데이터링크 → 프레임(Frame) 네트워크 → 패킷(Packet) 전송 → 세그먼트(Segment) 세션/표현/응용 → 데이터(Data)계층별 핵심 포인트
2계층 — 데이터 링크
- MAC 주소 기반 통신 (하드웨어 주소)
- 흐름 제어 + 오류 제어 + 프레임 동기화
- 스위치가 MAC 주소 테이블을 관리해 목적지 포트로만 전달
3계층 — 네트워크
- IP 주소 기반 경로 설정 (라우팅)
- 라우터가 최적 경로를 선택해 패킷 전달
- ARP: IP → MAC 변환 / RARP: MAC → IP 변환
4계층 — 전송
- 포트 번호로 어떤 애플리케이션인지 식별
- TCP(신뢰성) vs UDP(속도) — 아래에서 상세 설명
6계층 — 표현
- SSL/TLS 암호화가 여기서 동작 (HTTPS = HTTP + TLS)
2. TCP vs UDP
가장 자주 출제되는 비교 문제. 단순 암기가 아니라 "왜 다른가"를 이해해야 헷갈리지 않는다.
구분 TCP UDP 연결 방식 연결형 (3-way handshake) 비연결형 신뢰성 높음 (순서 보장, 재전송) 낮음 (보장 없음) 속도 느림 빠름 패킷 교환 가상 회선 방식 데이터그램 방식 오류 제어 있음 없음 (checksum만) 흐름 제어 있음 없음 통신 방식 1:1 1:1, 1:N, N:N 사용 예 HTTP, FTP, 이메일 DNS, 스트리밍, VoIP 3-way Handshake (TCP 연결 수립)
클라이언트 서버 │──── SYN ────────────────►│ (연결 요청) │◄─── SYN + ACK ──────────│ (요청 수락 + 확인) │──── ACK ────────────────►│ (확인) └── 연결 수립 완료 ─────────┘4-way Handshake (TCP 연결 종료)
클라이언트 서버 │──── FIN ────────────────►│ (종료 요청) │◄─── ACK ────────────────│ (확인) │◄─── FIN ────────────────│ (서버도 종료 요청) │──── ACK ────────────────►│ (최종 확인) └── 연결 종료 ─────────────┘FE 실무 연결:
fetch(),axios는 내부적으로 TCP 위에서 동작.
WebSocket도 처음 핸드셰이크는 HTTP(TCP) 위에서 한다.
3. IP 주소 체계
IPv4
8비트씩 4개 옥텟, 총 32비트. 점(.)으로 구분.
클래스 범위 네트워크 ID 호스트 ID 2진수 시작값 A 0.0.0.0 ~ 127.255.255.255 8비트 24비트 0... B 128.0.0.0 ~ 191.255.255.255 16비트 16비트 10... C 192.0.0.0 ~ 223.255.255.255 24비트 8비트 110... 특수 주소:
127.0.0.1— 루프백(Loopback), 자기 자신255.255.255.255— 브로드캐스트- 각 네트워크의 첫 번째 IP = 네트워크 주소, 마지막 IP = 브로드캐스트 주소 → 호스트로 사용 불가
서브네팅 (Subnetting)
하나의 네트워크를 더 작은 네트워크로 분할하는 기법.
서브넷 마스크(Subnet Mask)로 네트워크 ID와 호스트 ID를 구분한다.핵심 연산: 네트워크 주소 = IP AND 서브넷 마스크
IP 주소: 192.168.10.100 → 11000000.10101000.00001010.01100100 서브넷 마스크: 255.255.255.0 → 11111111.11111111.11111111.00000000 AND 연산 네트워크 주소: 192.168.10.0 → 11000000.10101000.00001010.00000000CIDR 표기법:
192.168.10.100/24→ 앞 24비트가 네트워크 ID서브네팅 계산 순서:
- 서브넷 마스크를 2진수로 변환
- IP 주소와 AND 연산 → 네트워크 주소
- 호스트 범위 = 네트워크 주소 + 1 ~ 브로드캐스트 - 1
- 사용 가능한 호스트 수 = 2^(호스트 비트 수) - 2
/24 서브넷 → 호스트 비트 8개 → 2^8 - 2 = 254개 사용 가능 /25 서브넷 → 호스트 비트 7개 → 2^7 - 2 = 126개 사용 가능 /26 서브넷 → 호스트 비트 6개 → 2^6 - 2 = 62개 사용 가능IPv6
128비트, 16비트씩 8개 그룹, 콜론(:)으로 구분.
IPv4 주소 고갈 문제 해결.항목 IPv4 IPv6 주소 길이 32비트 128비트 표기 10진수 (.) 16진수 (:) 주소 체계 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 유니캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트 헤더 가변 고정(단순화) 보안 별도 설정 IPSec 기본 내장 IPv6 주소 체계 암기:
- 유니캐스트 — 1:1 단일 송수신
- 멀티캐스트 — 1:다중 (특정 그룹)
- 애니캐스트 — 1:가장 가까운 1개 (IPv4에 없음)
IPv6에는 브로드캐스트가 없다.
IPv4와 다른 핵심 차이.
4. 주요 프로토콜 정리
네트워크 계층 프로토콜
프로토콜 풀네임 역할 ARP Address Resolution Protocol IP 주소 → MAC 주소 변환 RARP Reverse ARP MAC 주소 → IP 주소 변환 ICMP Internet Control Message Protocol 오류 보고 및 네트워크 진단 (ping이 ICMP 활용) IGMP Internet Group Management Protocol 멀티캐스트 그룹 멤버십 관리 응용 계층 프로토콜 & 포트 번호
프로토콜 포트 역할 HTTP 80 웹 통신 HTTPS 443 암호화 웹 통신 FTP 20(데이터), 21(제어) 파일 전송 SMTP 25 이메일 송신 POP3 110 이메일 수신 DNS 53 도메인 → IP 변환 DHCP 67, 68 IP 주소 자동 할당 SSH 22 암호화 원격 접속 Telnet 23 원격 접속 (암호화 없음) FE 실무 연결: 브라우저가
https://example.com에 요청할 때
— DNS(53)로 IP 조회 → TCP 3-way handshake → TLS handshake → HTTP 요청(443)
5. 라우팅 프로토콜
라우터가 패킷을 어떤 경로로 보낼지 결정하는 알고리즘.
IGP vs EGP
구분 IGP (내부 게이트웨이) EGP (외부 게이트웨이) 적용 범위 자치 시스템(AS) 내부 자치 시스템 간 대표 프로토콜 RIP, OSPF BGP 주요 라우팅 프로토콜
프로토콜 알고리즘 특징 RIP 거리 벡터 홉 수(Hop count)만 기준. 최대 15홉 제한. 소규모 네트워크 OSPF 링크 상태 (다익스트라) 링크 상태 변화 시에만 정보 전송. 홉/대역폭/지연 모두 고려. 대규모 네트워크 BGP 경로 벡터 인터넷 백본. AS 간 라우팅. 유일한 EGP 프로토콜 암기 포인트:
- RIP = 거리 벡터, 홉 수, 소규모
- OSPF = 링크 상태, 다익스트라, 대규모
- BGP = 경로 벡터, AS 간
6. 네트워크 장비
장비 OSI 계층 역할 허브 1계층 (물리) 신호 증폭 후 모든 포트로 전달 (브로드캐스트) 리피터 1계층 (물리) 신호 재생 및 증폭. 장거리 전송 브리지 2계층 (데이터링크) MAC 주소로 트래픽 필터링. LAN 연결 스위치(L2) 2계층 (데이터링크) MAC 주소 기반 프레임 전달. 충돌 도메인 분리 라우터 3계층 (네트워크) IP 주소 기반 경로 설정. 브로드캐스트 도메인 분리 L3 스위치 3계층 (네트워크) 스위치 + 라우팅 기능 L4 스위치 4계층 (전송) TCP/UDP 기반 로드 밸런싱 L7 스위치 7계층 (응용) URL, 쿠키, 콘텐츠 기반 로드 밸런싱 게이트웨이 전 계층 서로 다른 프로토콜 네트워크 간 연결
7. 패킷 교환 방식
데이터를 패킷 단위로 쪼개서 전송하는 방식. 회선 교환과의 차이를 구분하는 문제가 자주 출제.
회선 교환 vs 패킷 교환
구분 회선 교환 패킷 교환 경로 전용 물리 경로 사전 설정 패킷마다 독립적으로 경로 결정 가능 자원 통신 중 전용 회선 독점 회선 공유 지연 일정함 가변적 효율 낮음 (유휴 시간 낭비) 높음 예시 전화망 인터넷 패킷 교환의 두 가지 방식
구분 가상 회선 데이터그램 경로 첫 패킷으로 경로 설정 후 고정 패킷마다 독립적으로 결정 순서 보장됨 보장 안 됨 특징 회선 교환 + 데이터그램 장점 결합 장애 시 다른 경로로 우회 가능 기술 ATM IP 기반 인터넷
8. DNS & DHCP
DNS (Domain Name System)
사람이 읽을 수 있는 도메인 이름을 IP 주소로 변환하는 시스템.
브라우저에 www.example.com 입력 ↓ 로컬 DNS 캐시 확인 ↓ (없으면) DNS 서버에 질의 (UDP 포트 53) ↓ IP 주소 응답 (예: 93.184.216.34) ↓ 해당 IP로 TCP 연결 시작DNS 레코드 종류:
레코드 역할 A 도메인 → IPv4 주소 AAAA 도메인 → IPv6 주소 CNAME 도메인 → 다른 도메인 (별칭) MX 메일 서버 지정 NS 네임서버 지정 DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
네트워크에 연결된 기기에 IP 주소를 자동으로 할당하는 프로토콜 (포트 67/68).
클라이언트 DHCP 서버 │── DISCOVER ───►│ (IP 요청 브로드캐스트) │◄── OFFER ──────│ (IP 제안) │── REQUEST ────►│ (제안 수락) │◄── ACK ────────│ (IP 할당 확정)
9. TCP/IP 4계층 모델
OSI 7계층을 실용적으로 압축한 인터넷 표준 모델.
TCP/IP 계층 대응 OSI 계층 프로토콜 응용 (Application) 5, 6, 7계층 HTTP, FTP, DNS, SMTP 전송 (Transport) 4계층 TCP, UDP 인터넷 (Internet) 3계층 IP, ICMP, ARP 네트워크 액세스 1, 2계층 Ethernet, HDLC
10. 네트워크 토폴로지
네트워크를 구성하는 장치들이 연결된 형태.
토폴로지 구조 장점 단점 버스형 하나의 케이블에 모두 연결 설치 간단, 비용 저렴 케이블 장애 시 전체 마비 링형 원형으로 순환 연결 충돌 없음 한 노드 장애 시 전체 영향 성형(Star) 중앙 허브/스위치에 집중 장애 격리 쉬움 중앙 장비 장애 시 전체 마비 트리형 계층적 연결 확장 용이 상위 노드 장애 시 하위 전체 영향 망형(Mesh) 모든 노드 간 연결 장애 내성 높음, 보안 비용 높음, 설치 복잡
빠른 암기 정리
OSI 7계층 (아래→위) : 물데네전세표응 PDU : 비트 / 프레임 / 패킷 / 세그먼트 / 데이터 TCP vs UDP : TCP(연결형, 신뢰, 느림) / UDP(비연결, 비신뢰, 빠름) 3-way : SYN → SYN+ACK → ACK 4-way : FIN → ACK → FIN → ACK IPv4 클래스 : A(0~127) / B(128~191) / C(192~223) IPv6 : 128비트, 16진수 콜론 구분, 브로드캐스트 없음 IPv6 주소체계 : 유니캐스트 / 멀티캐스트 / 애니캐스트 (브로드캐스트 X) 서브네팅 : IP AND 서브넷마스크 = 네트워크 주소 / 호스트 수 = 2^n - 2 ARP : IP → MAC / RARP : MAC → IP ICMP : 오류 보고 / ping DNS : 도메인 → IP (포트 53) DHCP : IP 자동 할당 (포트 67/68) 라우팅 프로토콜: RIP(거리벡터,홉수,소규모) / OSPF(링크상태,다익스트라,대규모) / BGP(경로벡터,AS간) 장비 계층 : 허브·리피터(1) / 브리지·스위치(2) / 라우터·L3스위치(3) / 게이트웨이(전계층) 패킷 교환 : 가상회선(경로고정) / 데이터그램(독립경로, 우회 가능) 포트 번호 : HTTP(80) / HTTPS(443) / FTP(20,21) / SSH(22) / DNS(53) / SMTP(25)'기타' 카테고리의 다른 글
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