Jay's Develop Note

목차

• 네트워크를 알아야 하는 이유
• 네트워크 거시적으로 살펴보기
• 네트워크 미시적으로 살펴보기

1. 네트워크란 무엇인가?

네트워크란(Network), 두대 이상의 장치가 연결되어 서로 정보를 주고 받을 수 있는 통신망을 의미한다.

그렇다면, 우리는 네트워크 관련 지식들을 왜 알아야 할까? 사실 학부 수업이나 팀 프로젝트에서도 네트워크 관련된 부분을 도맡아 해 본적이 없다. 항상 가장 쉽게 느껴지는건 UI구축이였기 때문에, 백엔드로 넘어가는 순간 턱 막혀버리기 일수였다. 하지만 이번에 학부 연구에서 웹을 구축하고, 서버에 배포하는 과정들을 직접 손으로 해보면서 네트워크 지식이 없으면 나는 그저 GPT가 써주는 코드를 갖다 쓰는일 밖에는 할 수 없었다. 그래서 이번엔 네트워크를 좀 짚고 넘어가보자 한다!

네트워크는 우리 일상속에 아주 잘 스며들어 있다. 이 포스팅을 보고있는 당신 조차도 네트워크라는 복잡한 통신망 안에 있는것이다. 개발자가 처음에 가장 쉽게 눈으로 보며 접할 수 있는건 단연 웹 프로그래밍이다. 프레임워크나 라이브러리가 무수히 많고, 그냥 가져다 쓰면 웹을 뚝딱 만들 수 있어 처음에 비전공자도 코드를 좀 만지다 보면 "어? 뭐야 내가 항상 쓰던 웹 페이지가 이렇게 만들어지는거였어?" 라고 착각하기 쉽다. 나 또한 처음에 .html파일을 만들고, 그걸 친구에게 자랑하려고 그냥 localhost:3000번이 URL인줄 알고 보냈다가 친구가 접속을 하지 못해 당황했던 기억이 난다. 이렇게 또 다시 배우면서 네트워크는 어떻게 동작하는지 견문을 넓히면 좋을 것 같다.

2. 네트워크 거시적으로 살펴보기

네트워크는 위의 그림과 같이 그래프의 형태를 가지고 있다. 자료구조를 한번쯤 공부 해 본 사람이라면, 노드와 간선으로 이루어진 그래프는 한번씩 접해 봤을것이다.

네트워크를 공부하다 보면, 호스트, 클라이언트 같은 단어를 수도 없이 듣게 될건데, 먼저 호스트가 무엇을 의미하는지 알아보자.

네트워크라는 그래프에서, 가장자리에 위치해 있으면서, 네트워크에 주고받을 정보를 맨 처음으로 보내거나, 네트워크에서 가장 마지막으로 정보를 받는 노드를 호스트 라고 한다. 카톡을 예로 한번 들어보자.

- 내가 친구에게 카톡으로 메시지를 보낸다(여기서 맨 처음 네트워크를 통해 친구에게 "메시지"라는 정보를 전달함으로(네트워크를 통해 전달받은 정보를 최초로 발신), 여기서 나의 스마트폰은 "호스트" 이고, 그 메시지를 받은 친구의 스마트폰도 "호스트"이다(네트워크를 통해 전달받은 정보를 최종적으로 수신).

그렇다면 오늘날 가장 많이 쓰이는 네트워크는 어떻게 정보를 주고 받을까?

패킷 교환 네트워크는 페이로드 +  헤더(어디서, 또 어디로 정보를 전송할지 정보를 담은 객체) + 트레일러를 포함하여 정보를 주고 받는다.

즉, 보내고자 하는 메시지를 패킷이라고 하는 단위로 쪼개어 보내는 방식을 의미한다. 그리고 그 하나의 패킷은 보내고자 하는 실질적인 데이터를 의미하는 "페이로드",  패킷에 대한 부가정보 또는 제어 정보인 "헤더", 또는 "트레일러" 라는 부분으로 구성이 되어있다.

3. 네트워크를 미시적으로 살펴보기

- 두개의 네트워크 기기가 네트워크를 통해 정보를 주고받는 상황에서 어떤 일이 일어나는지 살펴보자.

일단 기본적으로 알아야 할 세가지 개념들이 있다.

• 프로토콜(네트워크 세상의 언어 라고도 한다)
• 네트워크 참조 모델
• 캡슐화와 역캡슐화

자 그럼, 네트워크를 공부하다 보면 항상 등장하는 "프로토콜" 이란 무엇일까?

위의 패킷 전달 방식을 예시로 들어 보자.

이처럼, 네트워크를 통해 통신할때에는 서로간의 정해진 규칙이 있어야 한다. 이러한 규칙을 알고 있어야 네트워크 기기에서 네트워크 중간 노드(라우터, 스위치)에서도 내가 전송한 데이터의 형식을 확인하고, 최종 목적지까지 안전하게 보낼 수 있다. 이렇듯, 네트워크에서의 프로토콜은 한마디로 말해 정해진 "통신 규칙" 이다.

우리가 많이 들어본 프로토콜은 HTTP, HTTPS, TCP, UDP등등이 있을 것이다. 항상 기억해 두자. 각각의 프로토콜은 사용 목적과 특징이 다르다. 예를들어, HTTPS는 HTTP보다 보안성이 뛰어나다는 특징을 갖고 있다.

출처 : 조코딩 Youtube

내가 처음 GUI수업을 들었을때가 생각난다. 처음 HTML로 못생긴 웹을 찍어내고, 그래도 내 딴엔 자료구조수업만 들었어서 처음으로 내 손으로 뭔가 웹사이트를 만든게 너무 신기했다. 그래서 이걸 동생한테 보여주려고 그냥 열려있는 html파일의 localhost:3000을 동생한테 복사해서 보내주며 내가 만든 웹사이트인데 어떻냐고 물어봤더니 동생은 열리지 않는다고 했다. 저땐 그냥 html로 웹만 찍어내면 모두가 그 웹에 접근해 소스를 볼 수 있는줄 알았다..... 

하지만, 우리가 진짜 웹을 개발하는 과정에 있어서 배포하는 과정도 엄청 중요하고, 절대 빼먹을 수 없는 것 중 하나이다.

자 그러면, 오늘은 웹 서비스 호스팅, 도메인 설정(이걸 통틀어서 전문용어로 Deploy라고 한다.)을 하는 과정을 짚고 넘어가 보자.

자 먼저, 외부에 공개를 하는 방법에는 크게 2가지가 존재한다.

• 내 컴퓨터 서버로 공개하기
• 외부 서버 빌리기

그러나 보통은 두번째 옵션 '외부 서버 빌리기' 를 많이 사용한다. 이게 훨씬 간편하고 직관적인 방법이기 때문이다. 위 내용을 간단하게 도식화 한 그림이다.

위의 그림처럼 외부 서버에 내가 만든 웹 사이트를 올려놓고 클라이언트가 요청하면 언제든 가져다 주는것이 '배포'의 기본적인 원리이다.

클라우드 서비스가 등장하기 전에는, 서버가 필요한 곳마다 서버를 따로 설치해야 했다. 예를들어, 어떠한 기업에서 그 기업만의 독점적인 서버를 운용하려고 한다면, 그 기업은 서버실을 따로 만들어 서버 구축에 필요한 하드웨어들을 설치 해야 했었다. 하지만, 클라우드 서비스가 등장한 이후로는 물리적으로 서버를 설치하지 않고도, 가상의 서버를 이용료를 내고 이용 할 수 있게 되었다. 

우리가 많이 알고있는 서버 서비스를 제공하는 플랫폼은 대표적으로 AWS(Amazon Web Service), MS Azure, Google Clould등등이 있다.

오늘은 무료 클라우드 서비스중 하나인  netlify.com에서 실습을 해 보도록 하겠다.

https://www.netlify.com/?qgad=669861900644&qgterm=netlify&utm_source=google&utm_term=netlify&utm_campaign=GS_Connect:+Netlify+Brand&utm_medium=paid_search&hsa_acc=3888979506&hsa_cam=20355763121&hsa_grp=154990107550&hsa_ad=669861900644&hsa_src=g&hsa_tgt=kwd-309804753741&hsa_kw=netlify&hsa_mt=b&hsa_net=adwords&hsa_ver=3&gad_source=1&gclid=CjwKCAjw8diwBhAbEiwA7i_sJXT4YHSd_q7S5-hPk2dTrttK6jFJRhdIT6nd2FzCQhA53uRlmRaQoBoCuzwQAvD_BwE

이 곳에 접속헤서 먼저 회원가입을 한다. 회원 가입을 마치고, 왼쪽에 'sites'탭으로 이동하면 아래와 같은 화면이 보일 것이다.

그러면 저기 보이는 'browse to upload'를 누르고, 원하는 index.html파일을 넣으면 이제 누구나 자동으로 생성된 URL을 가지고 그 웹에 접속 할 수 있다.

그럼 이렇게 정말 간단하게 웹을 배포하는법을 알아보았다. 다음에는 '학부연구' 카테고리에서 직접 학교 서버에 웹을 호스팅 하는것을 포스팅 해 보도록 하겠다!

※병렬 컴퓨팅(Parallel Computing) 이란 무엇일까?

하나의 컴퓨터 또는 프로세서가 아니라 여러개의 컴퓨터나 프로세서가 동시에 일처리를 하여 작업 속도를 향상시키는것을 말한다.

- 멀티코어 프로세서(intel Core i7, i9) : 여러개의 독립적인 프로세서들이 하나의 칩(CPU,GPU, 메모리) 안에 내장되어 있고, 병렬적으로 작업 수행이 가능하다. 예를들어, 네개의 코어가 있는 프로세서는 네개의 각기 다른 작업들을 독립적으로 처리 할 수 있게 해준다.

위의 구조를 맨 위부터 자세히 살펴보자.

1. 프로세서 : 작업을 요청하는 곳이다. 프로세서가 작업을 요청하면, 원하는 작업이 캐시에 있는지 확인하러 캐시 레벨로 내려간다.

2. 캐시 : 캐시는 앞 글에서 설명했다. 모른다면 다시 글을 읽고 꼭 다시 보고 넘어가자!

3. Interconnection Network : 편하게 BUS라고 부른다. 이 버스는 컴퓨터 내부의 다양한 구성 요소들이 데이터를 주고 받을 수 있는 "통로" 라고 생각하면 편하다. 위 그림에서의 버스는 SRAM 과 DRAM과의 정보 전처리를 담당하는 역할을 한다. 버스의 속도와 너비는 컴퓨터의 성능과 효율에 큰 영향을 미치며, SRAM과 DRAM의 효율적인 통신을 위해 사용된다.

위 그림처럼 여러개의 프로세서가 있고, 각 프로세서는 독립적은 캐시를 가지고 있으며, 버스를 통해 DRAM과 상호작용 한다.

그러면 내가 위 그림 설명에서 UMA라고 하였는데, UMA는 무엇일까?

• UMA(Uniform)

여기서의 uniform은 무엇을 의미하는것일까?

위의 UMA 그림을 다시 살펴보자. 여기서 첫번째 프로세서가 동작하는 방식은 대략 이렇다.

1. 프로세서에서 작업(데이터) 요청

2. 캐시 방문(캐시 히트/ 미스) [이 상황에서는 캐시 미스라고 하겠다]

3. 버스에게 메시지 전달 ("1번 프로세서에서 캐시 미스! DRAM에서 요청한 메모리를 가져다 주기 바람!")

4. 메시지를 들은 버스는 DRAM에서 프로세서가 요청한 데이터를 "복사" 하여 다시 캐시로 올려준다. 

이러한 일련의 작업들은 모든 프로세서에서 동일하게(uniform) 수행된다.