LAN(Local Area Network)이란 무엇인가? (1)

오늘은 LAN에 대해서 알아보도록 하겠습니다. 갑자기 웬 LAN에 대해서 알아보느냐? 다들 아는 것 아니냐 싶을 수 있지만
실제로 LAN이라는 용어에 대해서 정확하게 이해를 하고 정의하여 사용하는 경우는 많지 않기 때문입니다. 다시 말씀드리면 LAN이라는 용어에 대해서 조금의 혼선이 있게 사용하고 있는 경우가 대부분입니다. 

그래서 이 포스팅에서는 LAN의 개념이 어떻게 되는지, 그리고 정의를 어떻게 내릴 수 있는지를 알아보고, 정의를 내리는 기준에 따라서 LAN의 범위가 어떻게 바뀌는지를 보도록 하겠습니다.

먼저 Local Area Network, 즉 LAN이 무엇이냐를 이야기하자면 간단하게 다음과 같이 이야기 할 수 있습니다.

"특정한 지역 범위, 공간 범위 내에 네트워크를 구축한 것"

조금 더 쉽게 이해할 수 있도록 예를 들어보도록 할까요? 예를 들면 다음 카카오의 사무실에서 사용할 PC들을 네트워크로 구성하는 것을 LAN이라고 이야기합니다. 이 때, 다음 카카오의 PC들은 회사에서 사용하는 업무용 PC들이기 때문에 회사의 기밀 정보들을 갖고있겠죠? 예를 들면 회계 장부라던가 직원 개인 정보 등이 있겠습니다. 이런 측면에서 회사 외부에서는 사내 PC에 접근하지 못해야합니다. 여기서 LAN의 특징이 한 가지가 나타납니다. LAN을 구축하면 LAN 외부에서는 LAN 내부에 접근할 수가 없습니다. 다시 말해 LAN은 독립된 네트워크 공간입니다. 어떻게 독립된 공간을 만들 수 있는지에 대한 이야기는 게이트웨이니 NAT니 서브넷이니 하는 이야기가 나와야하기에 넘어가고 나중에 다루도록 하겠습니다.

지금까지는 LAN이 무엇인지 간단하게 살펴 보았으니 이제부터는 LAN을 어떻게 구축하는 방법과 형태에 대해서 간단히 알아보도록 하겠습니다.

LAN을 구축하는 방법에는 여러가지가 있습니다. 우리가 친숙한 이더넷(Ethernet)을 포함해서 FDDI, Token Ring, ATM 등이 LAN을 구축하는 방법으로 사용됩니다. 이 중에서 현재는 네트워크를 구축하는데 90% 이상이 이더넷이 사용되고 있기 때문에 이더넷에 대해서만 아시면 됩니다.

LAN을 구축하는 방법이 여러가지가 있다고 했는데 이 방법들은 무엇이 다른가요?
물론 네트워킹 방식 자체가 많이 다르지만 우리는 거기까지는 관심이 없죠. 우리가 사용할 때 무엇이 달라지는지만 알면 됩니다. 이런 관점에서 봤을 때, 각각의 네트워킹 방식에 따라서 사용하게 될 LAN카드 및 모든 네트워크 장비가 달라져야 합니다. 그러니까 예를 들면 이더넷을 사용할 때는 이더넷에 맞는 LAN카드를 사용해야하고, Token Ring을 사용할 때는 Token Ring에 맞는 LAN카드를 사용해야 합니다. 이러한 LAN카드는 NIC(Network Interface Card)라고도 부르는데요, 이름에서 알 수 있듯이 LAN카드는 네트워크에 연결하여 네트워크를 사용하기 위해서 필요한 장비입니다. 그러니까 다시 말해 LAN에 접속하기 위해 사용하는 장비이기 때문에 LAN카드라고 부른다고 생각하시면 되겠습니다.

이더넷에 대해서 조금 더 자세히 설명하기 전에 지금까지의 이야기를 한 줄로 정리해보도록 하겠습니다.

"현재의 거의 대부분의 LAN은 이더넷이라는 네트워킹 방식으로 구축된다."

이제 LAN과 이더넷의 관계에 대해서는 정리가 되었으니 다음 내용인 이더넷은 무엇인가에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

이더넷은 네트워크를 구축하는 방법, 즉 네트워킹의 한 방식입니다. 이렇게 네트워크를 만드는 이더넷은 CSMA/CD라는 프로토콜을 사용합니다. CSMA/CD는 Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection의 줄임말로 CSMA/CD 프로토콜의 동작을 쉽게 설명하면 다음과 같이 이야기 할 수 있겠습니다.

"호스트가 채널의 상태를 감지하여 충돌을 회피하는 네트워킹 방식"

CSMA/CD의 동작은 크게 세 가지로 구분 할 수 있습니다. Carrier Sense, Multiple Access, Collision Detection의 세 가지 동작입니다. 이더넷에서 호스트들이 네트워크를 통해 통신을 하고싶다면 먼저 채널을 누가 사용하고 있는지를 먼저 살펴봅니다. 누군가가 이미 채널을 사용하고 있다면 Carrier가 감지되고, Carrier가 감지되지 않으면 아무도 사용하지 않는 것으로 판단하여 통신을 시도합니다. 이렇게 채널 사용을 감지하는 것을 Carrier Sense라고 합니다(A).

만약 Carrier가 감지되지 않는다면 호스트가 통신을 시도하여 자신의 데이터를 네트워크에 전송을 합니다(B). 동시에 다른 호스트도 네트워크에 데이터를 전송하는 경우가 있을 수 있는데 이를 Multiple Access, 즉 다중 접근이라고 이야기 합니다. 이렇게 다중 접근이 일어난 경우 데이터가 충돌이 발생하여 제대로 전송이 이루어지지 않습니다(C). 그래서 이더넷에서 호스트는 데이터를 전송한 후 충돌이 일어났는지를 체크해야 합니다. 이를 Collision Detection이라고 합니다. 만일 충돌이 발생했다면 데이터를 전송했던 호스트들은 랜덤한 시간동안 기다렸다가 다시 데이터를 전송합니다(D). 예를 들면 위의 그림(C)처럼 호스트 A와 B가 통신을 시도했다가 충돌이 발생한 경우에 A,B 모두 랜덤한 시간동안 기다렸다가 그림(D)에서와 같이 데이터를 재전송 합니다. 만약 A는 0.2초동안 기다렸고 B는 0.01초동안 기다렸다가 데이터를 전송했다고 하면 B가 먼저 데이터를 전송했기 때문에 서로 간의 충돌을 피할 수 있겠죠? 위의 예시는 이해를 돕기 위해서 제가 임의로 아무 시간이나 말씀드린 것이고 실제로 호스트들이 대기하게 되는 랜덤한 시간은 우리가 느끼지도 못할 만큼 짧은 시간이기에 호스트들이 동시에 통신을 하는 것처럼 느낄 수 있습니다.

다음 내용으로 넘어가기 전에 잠깐만 짚고 넘어가자면 이더넷과 인터넷이 단어가 생겨먹은게 비슷해서 둘이 형제 관계인게 아닐까 하시는 분들이 계실 것 같은데요. 이더넷과 인터넷은 엄밀하게 다른 녀석들입니다. 이더넷은 네트워크를 구축하는 방식을 이야기하는 것이고, 인터넷은 구축된 네트워크들을 TCP/IP L3 프로토콜을 이용하여 연결해놓은 것을 의미합니다.

지금까지는 LAN의 정의와 LAN을 구축하는 방식인 이더넷에 대해서, 그리고 이더넷에서 사용하는 프로토콜인 CSMA/CD에 대해서 알아보았습니다. 다음으로는 LAN을 정의하는 여러가지 기준과 각 기준에 따라 정의가 조금씩 변하는데 어떻게 바뀌는지에 대해서 살펴볼텐데... 이 글이 너무 길기 때문에 바로 다음 글에 포스팅하도록 하겠습니다.