정보처리기사 자격증 취득을 위한 필수 관문 중 하나가 바로 ‘네트워크’ 과목입니다. 현대 사회는 컴퓨터, 스마트폰, IoT 장치 등 수많은 디바이스가 네트워크를 통해 연결되어 데이터를 주고받으며 기능합니다. 인터넷, 클라우드 컴퓨팅, 모바일 통신 등 우리가 당연하게 여기는 IT 서비스는 모두 네트워크라는 거대한 인프라 위에서 작동합니다. 따라서 네트워크에 대한 이해는 정보처리기사로서 갖춰야 할 가장 기본적인 소양 중 하나이며, 시스템 구축, 개발, 보안, 데이터 분석 등 IT 분야 전반에 걸쳐 필수적인 지식입니다. 이 글에서는 정보처리기사 수험생 여러분이 네트워크의 핵심 개념과 작동 원리를 체계적으로 이해하고 시험에 효과적으로 대비할 수 있도록, 네트워크의 기본 구조부터 OSI 7계층, TCP/IP 모델, 주요 프로토콜, 장비, 그리고 최신 동향까지 상세히 다루겠습니다. 네트워크의 세계로 함께 뛰어들어 봅시다!
왜 정보처리기사 시험에 네트워크가 필수일까요? IT 인프라의 근본
정보처리기사 자격증은 IT 전문가로서 기본적인 역량을 검증하는 시험입니다. 현대 IT 환경에서 네트워크는 단순한 부가 기능이 아니라, 시스템과 애플리케이션의 존재 근거이자 핵심 작동 방식입니다. 웹 서비스는 HTTP/HTTPS 프로토콜을 통해 데이터를 전송하고, 클라우드 컴퓨팅은 거대한 데이터 센터 네트워크 위에서 자원을 제공하며, 모바일 앱은 무선 네트워크를 통해 서버와 통신합니다. 데이터 분석가 역시 네트워크를 통해 분산된 데이터를 수집하고 전송하며, 제품 소유자는 네트워크 인프라의 성능과 안정성을 이해해야 사용자 경험과 서비스 운영 효율성을 최적화할 수 있습니다.
정보처리기사 시험에서 네트워크를 다루는 것은 응시자가 이러한 IT 인프라의 근본 원리를 이해하고 있는지 평가하기 위함입니다. 네트워크의 계층 구조(OSI, TCP/IP), 데이터가 네트워크를 통해 어떻게 전달되는지(캡슐화, 역캡슐화), 통신의 규칙인 프로토콜(TCP, UDP, IP, HTTP 등)의 역할, 그리고 데이터를 올바른 목적지로 보내는 방법(라우팅, 주소 체계)에 대한 지식은 시스템 구축, 문제 해결, 보안 취약점 분석 등 다양한 실무 상황에서 필수적으로 요구됩니다. 네트워크 지식은 특정 기술이나 언어에 국한되지 않고 IT 분야 전반에 걸쳐 적용되는 보편적인 지식입니다. 따라서 정보처리기사 시험 대비로서 네트워크 학습은 IT 전문가로 성장하기 위한 가장 확실한 투자 중 하나입니다.
네트워크의 기본 개념 및 구조
본격적으로 네트워크의 핵심을 파고들기 전에, 몇 가지 기본적인 개념과 구조를 먼저 살펴보겠습니다.
네트워크의 정의와 목적
네트워크(Network)는 둘 이상의 컴퓨터나 장치들이 물리적 또는 무선 링크를 통해 서로 연결되어 데이터를 교환하고 자원을 공유할 수 있도록 구성된 시스템입니다. 네트워크의 가장 기본적인 목적은 **통신(Communication)**입니다. 멀리 떨어진 장치들끼리 메시지를 주고받고 정보를 교환할 수 있게 해줍니다. 두 번째 중요한 목적은 **자원 공유(Resource Sharing)**입니다. 프린터, 파일 서버, 데이터베이스 등 고가의 하드웨어나 중요한 데이터를 네트워크에 연결된 여러 사용자가 함께 사용할 수 있게 함으로써 효율성을 높이고 비용을 절감할 수 있습니다. 또한, 여러 컴퓨터에 작업을 분산시켜 처리하는 **분산 처리(Distributed Processing)**나, 중앙 서버에서 데이터를 관리하고 여러 클라이언트가 접근하는 클라이언트-서버(Client-Server) 모델 등 현대 컴퓨팅 패러다임은 모두 네트워크를 기반으로 합니다.
네트워크 분류 (Network Classification)
네트워크는 그 범위와 규모에 따라 다양하게 분류될 수 있습니다. 정보처리기사 시험에서 가장 흔히 다루는 분류는 다음과 같습니다.
- LAN (Local Area Network): 근거리 통신망. 학교, 사무실, 가정과 같이 비교적 좁은 지리적 영역 내에 있는 장치들을 연결하는 네트워크입니다. 일반적으로 데이터 전송 속도가 빠르고 관리하기 용이합니다. 이더넷(Ethernet)이나 Wi-Fi(무선 LAN)가 대표적인 LAN 기술입니다.
- WAN (Wide Area Network): 광대역 통신망. 도시, 국가, 대륙 등 넓은 지리적 영역을 연결하는 네트워크입니다. 여러 개의 LAN을 연결하여 구성되는 경우가 많으며, 인터넷이 가장 대표적인 WAN입니다. 통신 사업자의 회선(전용선, DSL, 케이블 등)을 사용하며, LAN에 비해 데이터 전송 속도가 상대적으로 느릴 수 있습니다.
- MAN (Metropolitan Area Network): 도시권 통신망. 도시 규모의 지리적 영역을 연결하는 네트워크입니다. LAN보다는 크고 WAN보다는 작은 규모이며, 여러 건물이나 캠퍼스를 연결하는 데 사용될 수 있습니다.
이 외에도 개인용 네트워크(PAN – Personal Area Network), 저장 장치 네트워크(SAN – Storage Area Network) 등 다양한 분류가 있으나, 정보처리기사 시험에서는 주로 LAN, WAN, MAN 개념을 중심으로 출제됩니다.
네트워크 토폴로지 (Network Topology)
네트워크 토폴로지(Network Topology)는 네트워크에 연결된 장치들이 물리적으로 또는 논리적으로 어떻게 배치되고 연결되어 있는지를 나타내는 방식입니다. 토폴로지는 네트워크의 성능, 확장성, 안정성, 관리 용이성 등에 영향을 미칩니다.
| 토폴로지 유형 | 설명 | 특징 |
| Bus | 하나의 메인 통신 회선(버스)에 여러 장치들이 연결된 형태 | 구현이 간단하고 비용이 적지만, 버스 회선 문제 발생 시 전체 네트워크 마비, 트래픽 증가에 취약 |
| Star | 중앙의 허브나 스위치에 각 장치들이 1:1로 연결된 형태 | 관리 및 장애 발견 용이, 한 장치의 장애가 전체 네트워크에 영향 주지 않음, 중앙 장치 장애 시 전체 마비 |
| Ring | 각 장치들이 원 형태로 연결되어 데이터가 한 방향 또는 양방향으로 순환하는 형태 | 토큰을 사용하여 충돌 방지, 특정 장치 장애 시 네트워크 단절 위험 (양방향 링은 회복 가능) |
| Mesh | 네트워크 내 모든 장치들이 1:1로 연결되거나 (완전 메시), 일부 장치들만 연결된 형태 (부분 메시) | 경로의 다양성으로 안정성과 보안 우수, 트래픽 분산 용이, 완전 메시의 경우 구축 비용 및 복잡성 높음 |
정보처리기사 시험에서는 각 토폴로지의 기본적인 형태와 특징, 그리고 장단점을 묻는 문제가 출제될 수 있습니다. 특히 Star 토폴로지가 현대 LAN 환경에서 가장 흔하게 사용된다는 점을 기억해두는 것이 좋습니다.
프로토콜 (Protocol)
네트워크에서 장치들이 서로 통신하기 위해서는 약속된 규칙의 집합이 필요하며, 이를 **프로토콜(Protocol)**이라고 합니다. 프로토콜은 데이터 형식, 데이터 전송 방식, 오류 처리 방법, 연결 설정 및 해제 절차 등 통신의 모든 측면을 정의합니다. 예를 들어, 웹 브라우저와 웹 서버는 HTTP(Hypertext Transfer Protocol)라는 프로토콜을 사용하여 웹 페이지 데이터를 주고받습니다. 서로 다른 프로토콜을 사용하는 장치는 직접적으로 통신할 수 없으므로, 네트워크에서 상호 운용성을 확보하기 위해 표준 프로토콜을 사용하는 것이 매우 중요합니다. 네트워크는 다양한 목적과 특성에 맞는 수많은 프로토콜들로 구성되어 있으며, 이러한 프로토콜들은 체계적인 구조(계층 모델)에 따라 동작합니다.
네트워크 이해의 핵심, OSI 7계층 모델
네트워크 통신은 매우 복잡하지만, 이를 체계적으로 이해하고 분석하기 위해 국제 표준화 기구(ISO)에서 OSI(Open Systems Interconnection) 7계층 모델을 발표했습니다. OSI 모델은 네트워크 통신 과정을 7개의 독립적인 계층으로 나누고 각 계층의 역할과 기능을 정의한 개념적인 모델입니다. 실제 네트워크 구현은 TCP/IP 모델을 더 많이 따르지만, 네트워크 통신 원리를 학습하고 설명하는 데에는 OSI 모델이 매우 유용하며, 정보처리기사 시험에서도 OSI 모델의 각 계층별 역할과 특징을 묻는 문제가 자주 출제됩니다.
OSI 모델이란?
OSI 모델은 서로 다른 제조사의 하드웨어와 소프트웨어 간에도 네트워크 통신이 가능하도록 하는 **상호 연결(Interconnection)**을 목표로 표준적인 프레임워크를 제시했습니다. 통신 기능을 계층별로 나누면서 다음과 같은 장점을 얻을 수 있습니다.
- 모듈성: 각 계층은 독립적인 기능을 수행하므로, 특정 계층의 변경이 다른 계층에 큰 영향을 미치지 않습니다.
- 표준화: 각 계층별 인터페이스가 표준화되어 있어, 서로 다른 시스템 간의 통신이 용이해집니다.
- 학습 용이성: 복잡한 네트워크 통신 과정을 단계별로 나누어 이해하기 쉬워집니다.
- 문제 해결 용이성: 특정 계층에서 문제가 발생했을 때 해당 계층만 집중적으로 분석하여 해결할 수 있습니다.
OSI 모델에서 데이터는 송신 측에서 상위 계층에서 하위 계층으로 순차적으로 전달되면서 각 계층의 헤더(Header) 정보가 추가됩니다 (이 과정을 **캡슐화(Encapsulation)**라고 합니다). 수신 측에서는 하위 계층에서 상위 계층으로 전달되면서 각 계층의 헤더 정보를 제거하고 데이터를 해석합니다 (이 과정을 **역캡슐화(Decapsulation)**라고 합니다). 각 계층에서 다루는 데이터 단위를 PDU(Protocol Data Unit)라고 합니다.
각 계층의 역할
OSI 7계층 모델의 각 계층은 다음과 같은 고유한 역할을 수행합니다.
| 계층 번호 | 계층 이름 | 주요 역할 및 기능 | PDU | 관련 프로토콜/장비 예시 |
| 7 | 응용 (Application) | 사용자 인터페이스 제공, 네트워크 서비스(파일 전송, 이메일, 웹 등) 실행 | Data | HTTP, FTP, SMTP, POP3, IMAP, DNS, Telnet, SSH 등 |
| 6 | 표현 (Presentation) | 데이터 형식 변환, 압축, 암호화/복호화 (데이터의 ‘표현’ 방식을 결정) | Data | JPEG, MPEG, ASCII, EBCDIC, SSL/TLS (기능적으로 이 계층과 관련) |
| 5 | 세션 (Session) | 통신 장치 간 연결 설정, 관리, 종료 (세션 수립, 유지, 동기화, 중단) | Data | NetBIOS, RPC, TLS/SSL (기능적으로 이 계층과 관련) |
| 4 | 전송 (Transport) | 송신 프로세스와 수신 프로세스 간의 신뢰성 있는/없는 데이터 전송, 흐름/혼잡 제어 | Segment | TCP, UDP |
| 3 | 네트워크 (Network) | 패킷을 발신지에서 최종 목적지까지 논리적으로 전달, 라우팅, 논리적 주소 지정 (IP 주소) | Packet | IP, ICMP, ARP; Router |
| 2 | 데이터 링크 (Data Link) | 인접한 두 장치 간의 프레임 전달, 물리적 주소 지정 (MAC 주소), 오류 감지/수정, 흐름 제어 | Frame | Ethernet, Wi-Fi, PPP; Switch, Bridge |
| 1 | 물리 (Physical) | 비트 스트림을 물리적 매체(케이블, 전파 등)를 통해 전송, 전기적/기계적/기능적 규격 정의 | Bit | 케이블, 커넥터, NIC, 리피터, Hub |
각 계층은 자신의 바로 아래 계층으로부터 서비스를 제공받고, 바로 위 계층에게 서비스를 제공합니다. 데이터가 각 계층을 통과할 때마다 해당 계층의 프로토콜에 맞는 제어 정보(Header 또는 Trailer)가 데이터에 추가됩니다. 이 캡슐화 과정을 통해 최종적으로 물리 계층에서는 전기 신호 또는 광 신호인 비트 스트림 형태로 데이터가 전송됩니다. 수신 측에서는 이 과정을 역으로 거쳐 원래의 데이터만을 상위 계층으로 전달합니다.
OSI 모델은 이론적인 모델이지만, 네트워크 통신 과정을 분석하고 이해하는 데 매우 강력한 도구입니다. 정보처리기사 시험에서는 각 계층의 이름, 번호, 주요 역할, 그리고 해당 계층에서 작동하는 대표적인 프로토콜이나 장비를 연결지어 묻는 문제가 단골로 출제됩니다. 특히 전송 계층(4계층)의 TCP/UDP와 네트워크 계층(3계층)의 IP는 매우 중요하므로, 이 두 계층의 역할과 프로토콜 특징을 깊이 있게 학습해야 합니다.
인터넷의 실제 모델, TCP/IP 4/5계층 모델
OSI 모델이 네트워크 통신을 설명하는 이론적인 모델이라면, 현재 우리가 사용하는 인터넷의 근간이 되는 실제 구현 표준은 TCP/IP 모델입니다. TCP/IP 모델은 미 국방성의 아르파넷(ARPANET)에서 시작되어 인터넷 표준으로 발전했으며, OSI 모델보다 먼저 개발되었습니다. TCP/IP 모델은 OSI 모델보다 더 적은 수의 계층을 사용하지만, OSI 모델의 기능들을 대부분 포함하고 있습니다. 정보처리기사 시험에서는 TCP/IP 모델의 구조와 각 계층별 프로토콜에 대한 이해를 요구합니다.
TCP/IP 모델이란?
TCP/IP 모델은 인터넷 프로토콜 스위트(Internet Protocol Suite)를 의미하며, TCP(Transmission Control Protocol)와 IP(Internet Protocol)가 핵심 프로토콜이기 때문에 TCP/IP 모델이라고 불립니다. OSI 모델이 7계층인 반면, TCP/IP 모델은 일반적으로 4계층 또는 5계층으로 설명됩니다 (네트워크 접근 계층을 물리 계층과 데이터 링크 계층으로 나누면 5계층이 됩니다). 정보처리기사 시험에서는 4계층 또는 5계층 모델로 출제될 수 있으나, 핵심 내용은 동일합니다.
TCP/IP 모델의 가장 중요한 특징은 다음과 같습니다.
- 실제 구현 표준: OSI 모델과 달리 실제로 인터넷에서 사용되는 프로토콜 집합입니다.
- 융통성: 특정 하드웨어나 소프트웨어에 종속되지 않고 다양한 환경에서 동작합니다.
- 강건성: 네트워크의 일부에 장애가 발생해도 통신이 계속될 수 있도록 설계되었습니다.
- 확장성: 새로운 네트워크 기술이나 애플리케이션을 쉽게 추가할 수 있습니다.
데이터 전송 과정 역시 OSI 모델과 유사하게 캡슐화 및 역캡슐화 과정을 거칩니다. 상위 계층의 데이터에 하위 계층의 헤더가 추가되어 전달됩니다.
각 계층의 역할 및 주요 프로토콜
TCP/IP 모델의 각 계층과 주요 프로토콜은 다음과 같습니다. OSI 모델과의 연관성을 함께 이해하면 학습에 도움이 됩니다.
| TCP/IP 계층 번호 | TCP/IP 계층 이름 | OSI 계층 대응 | 주요 역할 및 기능 | PDU | 관련 프로토콜 예시 |
| 4 (5) | 응용 (Application) | 5, 6, 7 계층 | 사용자에게 네트워크 서비스 제공, 애플리케이션 간 통신 정의 | Data | HTTP/HTTPS, FTP, SMTP, POP3/IMAP, DNS, Telnet, SSH 등 |
| 3 (4) | 전송 (Transport) | 4 계층 | 송신 프로세스와 수신 프로세스 간의 데이터 전송, 신뢰성 보장 (TCP) 또는 효율성 중시 (UDP) | Segment | TCP, UDP |
| 2 (3) | 인터넷 (Internet) | 3 계층 | 패킷을 발신지에서 목적지까지 라우팅, 논리적 주소 지정 (IP 주소), 경로 선택 | Packet | IP (IPv4, IPv6), ICMP, ARP, RARP |
| 1 (1, 2) | 네트워크 접근 (Network Access) | 1, 2 계층 | 물리적 매체를 통해 데이터를 전송, 물리적 주소 지정 (MAC 주소), 오류 제어 (링크 내) | Frame (Link), Bit (Physical) | Ethernet, Wi-Fi, Token Ring, PPP, 프레임 릴레이, ATM 등 |
주: 괄호 안의 숫자는 5계층 모델 기준입니다. 응용 계층이 5, 전송 4, 인터넷 3, 네트워크 접근이 1, 2로 나뉩니다. 시험에서는 문제에서 제시하는 계층 모델에 따라 구분하시면 됩니다.
전송 계층(Transport Layer): TCP와 UDP 프로토콜이 여기서 동작합니다. TCP는 연결 지향(Connection-Oriented) 프로토콜로, 3-Way Handshake를 통해 연결을 설정하고, 데이터 순서 보장, 오류 제어(재전송), 흐름 제어, 혼잡 제어 기능을 제공하여 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다. 웹 브라우징, 파일 전송, 이메일 등에 사용됩니다. UDP는 비연결 지향(Connectionless) 프로토콜로, 연결 설정 과정 없이 데이터를 즉시 전송하며, 데이터 순서나 도착 여부를 보장하지 않습니다. 대신 오버헤드가 적어 속도가 빠릅니다. 스트리밍, 온라인 게임, VoIP, DNS 등에 사용됩니다. 정보처리기사 시험에서는 TCP와 UDP의 특징, 차이점, 사용 사례를 비교하는 문제가 매우 중요하게 다루어집니다.
인터넷 계층(Internet Layer): IP(Internet Protocol)가 핵심 프로토콜입니다. IP는 패킷에 발신지와 목적지의 **IP 주소(논리적 주소)**를 붙여 네트워크를 통해 전달하는 역할을 합니다. 데이터가 어떤 경로를 거쳐 목적지에 도착할지는 라우팅(Routing) 알고리즘에 의해 결정되며, 라우터라는 장비가 이 역할을 수행합니다. 현재 주로 사용되는 IPv4는 주소 공간이 고갈되어 가고 있어, 더 넓은 주소 공간과 개선된 기능을 제공하는 IPv6로 전환이 이루어지고 있습니다. ICMP(Internet Control Message Protocol)는 네트워크 오류 보고 등에 사용되며, ARP(Address Resolution Protocol)는 IP 주소를 물리적 주소인 MAC 주소로 변환하는 데 사용됩니다.
TCP/IP 모델은 실제 네트워크 환경을 이해하는 데 필수적인 모델입니다. 각 계층의 프로토콜들이 어떻게 데이터를 처리하고 전달하는지, 그리고 각 계층이 어떤 역할을 책임지는지를 명확히 파악해야 합니다.
핵심 네트워크 프로토콜 및 기술
OSI 및 TCP/IP 모델을 구성하는 수많은 프로토콜과 기술 중에서 정보처리기사 시험에 자주 출제되는 핵심적인 내용들을 좀 더 자세히 살펴보겠습니다.
IP (Internet Protocol)
IP는 인터넷 계층(또는 네트워크 계층)의 핵심 프로토콜로, 네트워크 상에서 데이터를 패킷 단위로 묶어 발신지에서 목적지까지 라우팅하는 역할을 합니다. IP 주소(Logical Address)는 네트워크 상의 각 장치를 고유하게 식별하는 데 사용되며, 현재 대부분 IPv4와 IPv6가 사용됩니다.
- IPv4: 32비트 주소 체계 (예: 192.168.1.1). 약 43억 개의 주소만 할당 가능하여 주소 고갈 문제가 심각합니다. 공인 IP와 사설 IP로 나뉘며, NAT(Network Address Translation) 기술을 통해 사설 IP가 인터넷에 접속하기도 합니다.
- IPv6: 128비트 주소 체계 (예: 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334). 거의 무한에 가까운 주소 공간을 제공하며, 보안, 이동성, 서비스 품질(QoS) 측면에서 개선이 이루어졌습니다. 정보처리기사 시험에서는 IPv4 주소 고갈 문제와 IPv6 도입의 필요성, 그리고 두 주소 체계의 기본적인 특징(비트 수, 표기 방식)을 비교하는 문제가 출제될 수 있습니다.
TCP (Transmission Control Protocol)
TCP는 전송 계층 프로토콜 중 신뢰성을 보장하는 연결 지향 프로토콜입니다. 데이터를 여러 개의 세그먼트(Segment)로 분할하여 전송하며, 데이터가 순서대로 오류 없이 목적지에 도착함을 보장합니다.
- 3-Way Handshake: 통신 전에 송신자와 수신자 간에 세 번의 메시지 교환을 통해 논리적인 연결을 설정합니다 (SYN – SYN/ACK – ACK).
- 순서 보장: 각 세그먼트에 순서 번호(Sequence Number)를 부여하여 수신 측에서 순서대로 재조립합니다.
- 오류 제어: 수신 측은 잘 받은 세그먼트에 대해 확인 응답(ACK – Acknowledgement)을 보내고, 송신 측은 일정 시간 내에 ACK를 받지 못하면 해당 세그먼트를 재전송합니다.
- 흐름 제어: 수신 측의 처리 능력에 맞춰 송신 측의 데이터 전송 속도를 조절하여 수신 버퍼 오버플로우를 방지합니다.
- 혼잡 제어: 네트워크의 혼잡 상태를 감지하여 데이터 전송 속도를 늦춤으로써 네트워크 전체의 성능 저하를 막습니다.
이러한 메커니즘을 통해 TCP는 웹, 이메일, 파일 전송 등 데이터의 정확성과 순서가 중요한 애플리케이션에 적합합니다.
UDP (User Datagram Protocol)
UDP는 전송 계층 프로토콜 중 신뢰성을 보장하지 않는 비연결 지향 프로토콜입니다. 데이터를 사용자 데이터그램(User Datagram) 단위로 전송하며, 데이터가 순서대로 도착하는지, 손실되지는 않는지 확인하지 않습니다.
- 비연결 지향: 통신 전에 연결 설정 과정(3-Way Handshake)이 없습니다.
- 단순하고 빠름: 신뢰성 보장을 위한 메커니즘이 없어 오버헤드가 적고 데이터 전송 속도가 빠릅니다.
- 오류 및 순서 보장 안 함: 데이터 손실이나 순서 변경이 발생할 수 있습니다.
UDP는 실시간 스트리밍, 온라인 게임, 음성/영상 통화(VoIP) 등 데이터 손실이 일부 발생해도 실시간성이 중요한 애플리케이션에 적합합니다. 정보처리기사 시험에서는 TCP와 UDP의 특징 및 차이점을 명확히 구분하는 문제가 자주 출제되므로, 각 프로토콜의 장단점과 적절한 사용 사례를 잘 이해해야 합니다.
HTTP/HTTPS
HTTP(Hypertext Transfer Protocol)는 응용 계층 프로토콜로, 웹 브라우저와 웹 서버 간에 웹 페이지와 같은 데이터를 주고받는 데 사용됩니다. 웹의 핵심 프로토콜입니다. HTTPS(HTTP Secure)는 HTTP에 SSL/TLS 암호화 계층을 추가하여 통신 내용을 암호화하는 보안 프로토콜입니다. 민감한 정보(로그인 정보, 결제 정보 등)를 전송할 때 반드시 사용해야 합니다.
DNS (Domain Name System)
DNS는 응용 계층 프로토콜로, 사용자가 기억하기 쉬운 도메인 이름(예: www.google.com)을 컴퓨터가 인식하는 IP 주소(예: 172.217.161.100)로 변환(Mapping)해주는 분산 시스템입니다. 전화번호부와 같은 역할을 하며, 인터넷 사용에 필수적입니다. DNS 서버들은 계층적인 구조로 관리되며, 요청이 들어오면 자신의 캐시를 확인하거나 다른 DNS 서버들에게 질의하여 최종적으로 해당 도메인 이름에 해당하는 IP 주소를 찾아 응답합니다.
DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)
DHCP는 응용 계층 프로토콜로, 네트워크에 접속하는 장치들에게 IP 주소, 서브넷 마스크, 기본 게이트웨이, DNS 서버 주소 등의 네트워크 설정을 자동으로 할당해주는 프로토콜입니다. 네트워크 관리자가 일일이 수동으로 설정을 해줄 필요가 없어 네트워크 관리 효율성을 크게 높여줍니다.
MAC 주소 (Media Access Control Address)
MAC 주소는 데이터 링크 계층에서 사용되는 물리적 주소로, 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 하드웨어적으로 부여된 고유한 48비트(6바이트) 식별자입니다. 전 세계에서 유일하며, AA:BB:CC:DD:EE:FF와 같은 형식으로 표기됩니다. IP 주소가 논리적인 주소로 변경될 수 있는 반면, MAC 주소는 변경되지 않는 고유한 하드웨어 주소입니다. ARP(Address Resolution Protocol)는 IP 주소를 이용하여 해당 장치의 MAC 주소를 알아내는 프로토콜입니다.
서브넷팅 (Subnetting)
서브넷팅은 하나의 큰 네트워크를 여러 개의 작은 서브네트워크(Subnet)로 분할하는 기법입니다. IP 주소의 네트워크 부분과 호스트 부분을 나누는 기준인 서브넷 마스크를 조정하여 서브넷을 생성합니다. 서브넷팅을 통해 IP 주소 공간을 효율적으로 활용하고, 네트워크 관리 효율성을 높이며, 브로드캐스트 트래픽을 줄이고, 보안을 강화할 수 있습니다. 정보처리기사 시험에서는 서브넷팅의 개념과 서브넷 마스크 계산, 특정 IP 주소가 속한 네트워크/브로드캐스트 주소 등을 묻는 문제가 출제될 수 있습니다.
네트워크 장비의 역할
네트워크는 다양한 장비들이 서로 연결되어 데이터를 전달합니다. 각 장비는 OSI 또는 TCP/IP 모델의 특정 계층에서 작동하며 고유한 역할을 수행합니다. 정보처리기사 시험에서는 주요 네트워크 장비의 종류, 기능, 그리고 어떤 계층에서 작동하는지 묻는 문제가 출제됩니다.
| 장비 종류 | 작동 계층 | 주요 역할 및 기능 | 특징 |
| Hub | 물리 계층 (Layer 1) | 여러 장치를 연결하고, 한 포트로 들어온 신호를 다른 모든 포트로 단순히 증폭하여 전달 | 더미(Dummy) 장비, 충돌 발생 확률 높음, 하나의 충돌 도메인 형성 |
| Repeater | 물리 계층 (Layer 1) | 감쇠된 신호를 증폭하여 더 먼 거리까지 전송 | 거리가 멀어질 때 사용 |
| Bridge | 데이터 링크 계층 (Layer 2) | 두 개의 LAN 세그먼트를 연결하고, MAC 주소를 학습하여 프레임을 필터링하거나 포워딩 | 브로드캐스트는 전달, 충돌 도메인 분할, 학습 기능 있음 |
| Switch | 데이터 링크 계층 (Layer 2) | 여러 장치를 연결하고, MAC 주소 테이블을 보고 목적지 MAC 주소로만 프레임을 정확히 전달 (멀티포트 브릿지) | 현대 LAN의 핵심 장비, 충돌 도메인을 포트별로 분할, 브로드캐스트 도메인은 분할 못함 |
| Router | 네트워크 계층 (Layer 3) | 서로 다른 네트워크를 연결하고, IP 주소를 보고 최적의 경로로 패킷을 전달 (라우팅) | 라우팅 테이블 사용, 브로드캐스트 도메인을 분할, 논리적 주소 기반 통신 |
| Gateway | 응용 계층 이상 (Layer 7) | 프로토콜이 다른 네트워크를 연결하고 프로토콜 변환 기능 수행 (넓은 의미로는 라우터나 방화벽 등 게층 변환 기능 장비) | 다른 종류의 네트워크 연결 |
| Firewall | 네트워크 ~ 응용 계층 | 네트워크 트래픽을 모니터링하고 설정된 보안 정책에 따라 허용/차단 (패킷 필터링, 상태 기반 검사, 프록시 등) | 네트워크 보안 핵심 장비 |
| Modem | 물리 계층 (Layer 1) | 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환 (변조), 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환 (복조)하여 통신 회선으로 데이터 전송 | 디지털 장치와 아날로그 통신 회선 연결 |
각 장비가 어떤 계층에서 동작하는지를 아는 것은 해당 장비의 기능을 이해하는 데 매우 중요합니다. 예를 들어, 스위치는 MAC 주소를 보고 판단하므로 데이터 링크 계층 장비이고, 라우터는 IP 주소를 보고 판단하므로 네트워크 계층 장비입니다. 허브는 신호를 단순히 전달하므로 물리 계층 장비입니다. 이러한 특징들을 연결지어 학습해야 합니다.
실제 사례 및 최신 네트워크 기술
네트워크 기술은 끊임없이 발전하고 있으며, 다양한 분야에서 혁신을 이끌고 있습니다.
인터넷의 확장과 진화
TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하는 인터넷은 전 세계를 연결하는 거대한 네트워크로 성장했습니다. 유무선 통신 기술의 발전(LTE, 5G, Wi-Fi 6/7), 광대역 네트워크 인프라 확충, 그리고 IP 주소의 진화(IPv6)를 통해 더 빠르고 안정적이며 확장성 있는 인터넷 환경이 구축되고 있습니다.
클라우드 네트워킹
클라우드 컴퓨팅 환경(AWS VPC, Azure VNet, GCP VPC 등)은 소프트웨어 정의 네트워킹(SDN) 기술을 활용하여 가상 네트워크를 제공합니다. 사용자는 물리적인 네트워크 구성에 직접 관여하지 않고도 논리적인 네트워크 환경을 구축하고 관리할 수 있습니다. 이는 네트워크 자원의 유연한 할당, 확장, 관리 효율성을 극대화합니다.
모바일 네트워크 (4G/5G)
4G(LTE) 및 5G 이동통신 네트워크는 기존의 음성 중심 네트워크에서 벗어나 데이터 통신을 중심으로 설계되었습니다. 패킷 교환 방식의 IP 네트워크를 기반으로 하며, 무선 구간 기술과 코어 네트워크 기술이 결합되어 고속, 저지연, 대규모 연결을 지원합니다. 5G는 네트워크 슬라이싱(Network Slicing)과 같은 기술을 통해 다양한 서비스 요구사항(초고속, 초저지연, 대규모 IoT)에 맞춰 가상 네트워크를 분할하여 제공할 수 있습니다.
IoT (사물 인터넷) 네트워킹
수많은 IoT 장치들이 네트워크를 통해 연결되면서 IoT 환경에 특화된 네트워크 기술과 프로토콜이 중요해지고 있습니다. 저전력 장치 간 통신을 위한 프로토콜(MQTT, CoAP 등), 저전력 광역 통신망(LPWAN) 기술(LoRaWAN, NB-IoT 등) 등이 IoT 생태계 구축에 활용됩니다.
네트워크 보안 강화
네트워크는 항상 다양한 보안 위협에 노출되어 있으므로, 네트워크 보안 기술의 중요성이 커지고 있습니다. 방화벽, 침입 탐지 시스템(IDS), 침입 방지 시스템(IPS), 가상 사설망(VPN), 네트워크 접근 제어(NAC), 데이터 암호화 기술 등이 네트워크를 보호하는 데 사용됩니다.
소프트웨어 정의 네트워킹 (SDN) 및 네트워크 기능 가상화 (NFV)
SDN은 네트워크 제어 기능(Control Plane)과 데이터 전달 기능(Data Plane)을 분리하여 네트워크 제어를 소프트웨어로 중앙 집중화하는 기술입니다. 네트워크 구성 및 관리를 유연하고 프로그래밍 가능하게 만들어줍니다. NFV는 라우터, 방화벽, 로드 밸런서 등 기존의 물리적 네트워크 장비 기능을 가상 머신이나 컨테이너 형태로 소프트웨어화하는 기술입니다. SDN과 NFV는 클라우드, 5G 네트워크 등 현대 네트워크 인프라의 핵심 기술로 주목받고 있습니다.
정보처리기사 시험 대비 네트워크 학습 팁
정보처리기사 필기 및 실기 시험에서 네트워크 과목을 효과적으로 대비하기 위한 핵심은 다음과 같습니다.
첫째, OSI 7계층 모델과 TCP/IP 4/5계층 모델을 완벽하게 이해하는 것이 가장 중요합니다. 각 계층의 이름, 번호, 주요 역할, 기능, 그리고 해당 계층에서 작동하는 대표 프로토콜과 장비를 정확하게 암기하고, 데이터가 각 계층을 지나면서 어떻게 캡슐화되고 역캡슐화되는지 그 과정을 그림으로 그려보면서 이해하는 것이 좋습니다.
둘째, TCP와 UDP의 차이점을 완벽하게 숙지해야 합니다. 연결 방식, 신뢰성, 속도, 헤더 정보, 사용 사례 등 다양한 측면에서 비교하고 설명할 수 있어야 합니다. 각 프로토콜의 기본적인 작동 방식(예: TCP 3-Way Handshake, 흐름/혼잡 제어 개념)도 이해해야 합니다.
셋째, IP 주소 체계(IPv4, IPv6), MAC 주소, 그리고 이들과 관련된 기술(ARP, DHCP, DNS, NAT)의 개념과 역할을 명확히 구분하여 이해해야 합니다. 특히 IPv4 주소의 클래스, 사설 IP, 서브넷 마스크, 서브넷팅 계산 방식 등은 실기 시험에도 출제될 수 있는 중요한 내용이므로 충분히 연습해야 합니다. DNS가 이름과 IP 주소를 변환하는 시스템이라는 점, DHCP가 IP를 자동 할당한다는 점을 기억하세요.
넷째, **주요 네트워크 장비(허브, 스위치, 라우터, 게이트웨이, 방화벽)**가 어떤 계층에서 작동하는지, 그리고 각 장비가 어떤 기능을 수행하는지 그 역할을 정확히 알아야 합니다. 스위치가 MAC 주소 기반으로 프레임을 전달하고, 라우터가 IP 주소 기반으로 패킷을 라우팅한다는 점을 핵심으로 기억하세요.
다섯째, 핵심 응용 계층 프로토콜(HTTP/HTTPS, FTP, SMTP, POP3/IMAP, SSH, Telnet 등)의 목적과 기능을 이해해야 합니다. 특히 HTTP와 HTTPS의 차이점(보안)은 자주 다뤄집니다.
여섯째, 네트워크 보안의 중요성을 인지하고 방화벽, VPN 등 기본적인 네트워크 보안 장비 및 기술의 목적과 역할을 이해해야 합니다.
일곱째, 기출문제를 통해 문제 유형을 파악하고, 자주 틀리는 개념을 집중적으로 복습해야 합니다. 네트워크는 개념 간의 연관성이 높으므로, 단순히 암기하기보다는 각 개념이 전체 네트워크 시스템에서 어떤 역할을 하는지 큰 그림을 그리며 학습하는 것이 효과적입니다.
결론 및 주의사항
네트워크는 현대 IT 시스템의 기반이며, 정보처리기사로서 반드시 갖춰야 할 핵심 지식입니다. OSI 7계층 및 TCP/IP 모델을 통해 네트워크 통신의 원리를 이해하고, IP, TCP, UDP 등 주요 프로토콜의 역할과 작동 방식, 그리고 스위치, 라우터와 같은 네트워크 장비의 기능을 파악하는 것이 중요합니다. 이러한 기초 지식은 클라우드, 모바일, IoT, 보안 등 다양한 IT 분야의 심층 학습으로 나아가는 든든한 발판이 될 것입니다.
네트워크 기술은 매우 빠르게 발전하고 끊임없이 새로운 기술과 프로토콜이 등장합니다. 정보처리기사 시험 준비 시에는 이러한 방대한 내용 중 핵심적인 개념과 표준 프로토콜에 집중하는 것이 효율적입니다. 너무 지엽적인 기술보다는 OSI/TCP-IP 모델과 같은 기본 원리를 확실히 다지는 것이 중요합니다. 네트워크 관련 문제를 풀 때는 문제에서 어떤 계층, 어떤 프로토콜, 어떤 장비에 대해 묻고 있는지 정확히 파악하는 것이 오류를 줄이는 방법입니다. 또한, 네트워크는 보안과 직결되므로, 학습 시 항상 보안적인 측면(예: 방화벽의 역할, HTTPS 사용 이유, 서브넷팅의 보안 효과 등)을 함께 고려하는 것이 좋습니다. 네트워크에 대한 깊이 있는 이해는 정보처리기사 자격증 취득뿐만 아니라, 빠르게 변화하는 IT 환경에서 유능한 전문가로 성장하는 데 강력한 밑거름이 될 것입니다.