Network

1. What is the network?

A network is a structure that allows computers and other devices to exchange data. It enables communication and resource sharing.

네트워크는 컴퓨터 및 기타 장치들 간에 데이터를 주고받을 수 있는 구조를 의미합니다. 이는 데이터 통신과 리소스 공유를 가능하게합니다.

Network is like a system of roads that connect different places. In a computer network, these "roads" are cables or wireless connections, and the "places" are computers, phones, or other devices. Just like roads let cars move around, a network lets data move between devices, like sending emails or watching videos online.

네트워크는 서로 다른 장소를 연결하는 도로 체계와 비슷합니다. 컴퓨터 네트워크에서는 이 "도로"가 케이블이나 무선으로 연결되고, "장소"는 컴퓨터, 핸드폰 등의 장치입니다. 도로가 자동차의 이동을 가능하게 하는 것처럼, 네트워크는 데이터가 장치 사이를 이동할 수 있도록 해줍니다. 이는 이메일 보내기나 온라인 비디오 시청과 같은 것을 가능하게 합니다.

 

2. How are Network types classified?

Network types are classified based on various factors such as their size, communication method, ownership, and the technologies used. Here are some common classifications:

1) Based on Size:
- Local Area Network (LAN): Covers a small geographical area like a single building or campus. (10m - 1km)
- Metropolitan Area Network (MAN): Spans a city or metropolitan area.
- Wide Area Network (WAN): Covers a large geographical area, often spanning cities, countries, or continents. (100km - 1000km)

2) Based on Communication method:
- Wired Network: Uses physical cables (e.g., Ethernet cables, fiber optics) for connections.
- Wireless Network: Relies on wireless signals (e.g., Wi-Fi, Bluetooth) for connections.

3) Based on Ownership:
- Private Network: Owned and operated by a single organization, such as a company or university.
- Public Network: Accessible to the general public and usually owned and operated by telecommunication companies or service providers (e.g., the internet).

4) Based on Access Method:
- Ethernet: Uses Ethernet protocol for data transmission.
- Token Ring: Utilizes token passing to regulate access to the network.
- Carrier Sense Multiple Access (CSMA): Allows multiple devices to share the same transmission medium by listening for the absence of a carrier signal before transmitting data.

5) Based on Topology:
- Bus Network: All devices are connected to a central cable, also known as a bus.
- Star Network: All devices are connected to a central hub or switch.
- Ring Network: Each device is connected to two other devices, forming a circular pathway.

6) Based on Use:
- Client-Server Network: Clients (e.g., computers, smartphones) request services or resources from servers.
- Peer-to-Peer Network: All devices have equal status and can act as both clients and servers.

네트워크 유형은 크기, 통신 방식, 소유권, 사용된 기술 등 다양한 요소에 기반하여 분류됩니다. 일반적인 분류는 다음과 같습니다:

1) 크기에 따른 분류:
- LAN: 한 건물 또는 사무실 내의 호스트들 간에 연결된 소규모 지역을 커버합니다. (10m - 1km)
- MAN: 도시나 대도시 지역을 커버합니다.
- WAN: 도시, 국가 또는 대륙을 걸쳐 큰 지리적 영역을 커버하며 LAN과 LAN을 연결하는 대규묘 네트워크입니다.(100km - 1000km)

2) 통신 방식에 따른 분류:
- 유선 네트워크: 물리적 케이블(예: 이더넷 케이블, 광섬유)을 사용합니다.
- 무선 네트워크: 무선 신호(예: Wi-Fi, 블루투스)를 이용합니다.

3) 소유권에 따른 분류:
- 개인(사설) 네트워크: 단일 조직(예: 회사, 대학)이 소유하고 운영합니다.
- 공용 네트워크: 일반 대중이 접근할 수 있으며 주로 통신 사업자나 서비스 제공 업체(예: 인터넷)가 소유하고 운영합니다.

4) 접속 방식에 따른 분류:
- Ethernet: 데이터 전송을 위해 이더넷 프로토콜을 사용합니다.
- Token Ring: 토큰 패싱을 사용하여 네트워크 접속을 조절합니다.
- CSMA (Carrier Sense Multiple Access): 데이터 전송 전에 캐리어 신호의 부재를 감지하여 여러 장치가 동일한 전송 매체를 공유할 수 있습니다.

5) Topology에 따른 분류:
- Bus 네트워크: 모든 장치가 중앙 케이블(버스)에 연결됩니다.
- Star 네트워크: 모든 장치가 중앙 허브나 스위치에 연결됩니다.
- Ring 네트워크: 각 장치가 두 개의 다른 장치에 연결되어 원형 경로를 형성합니다.

6) 사용 목적에 따른 분류:
- 클라이언트-서버 네트워크: 클라이언트(예: 컴퓨터, 스마트폰)가 서버로부터 서비스나 자원을 요청합니다.
- 피어 투 피어 네트워크: 모든 장치가 동등한 지위를 가지며 클라이언트와 서버 역할을 모두 할 수 있습니다.

 

3. Explain different types of Networks.

1) PAN (Personal Area Network): PANs allow devices to connect and communicate over the range of a person, typically within a short distance. For example, Bluetooth devices connecting to a smartphone or laptop.

2) LAN (Local Area Network): LANs are privately owned networks that operate within and nearby a single building, such as a home, office, or factory. They enable devices within the same location to communicate and share resources.

3) MAN (Metropolitan Area Network): MANs connect and cover the whole city, facilitating communication over a larger geographical area than LANs. An example is TV cable connections that span across a city.

4) WAN (Wide Area Network): WANs span a large geographical area, often a country or continent. The Internet, which is the largest WAN, connects devices and networks worldwide, enabling global communication and data exchange.

5) GAN (Global Area Network): GANs, also known as the Internet, connect the entire globe using satellites. The Internet is composed of interconnected WANs, allowing for global connectivity and information exchange.

1) PAN (Personal Area Network): PAN은 사람의 범위 내에서 장치들이 연결되고 통신할 수 있도록 합니다. 일반적으로 짧은 거리 내에서 작동합니다. 예를 들어, 블루투스 장치가 스마트폰이나 노트북에 연결하는 경우입니다.

2) LAN (Local Area Network): LAN은 개인 소유의 네트워크로서, 집, 사무실 또는 공장과 같은 단일 건물 내 및 인근에서 작동합니다. 동일한 장소 내의 장치 간 통신과 리소스 공유를 가능하게 합니다.

3) MAN (Metropolitan Area Network): MAN은 전체 도시를 연결하고 커버하는 네트워크로서, LAN보다 큰 지리적 영역에서 통신을 가능케 합니다. 도시 전체에 걸쳐 TV 케이블 연결과 같은 예가 있습니다.

4) WAN (Wide Area Network): WAN은 큰 지리적 영역, 종종 국가 또는 대륙을 커버합니다. 가장 큰 WAN인 인터넷은 전 세계의 장치와 네트워크를 연결하여 전역적인 통신과 데이터 교환을 가능케 합니다.

5) GAN (Global Area Network): GAN은 위성을 사용하여 전 세계를 연결하는 인터넷과 같이, 전체 지구를 연결하는 네트워크입니다. 인터넷은 상호 연결된 WAN으로 구성되어 있어 전역적인 연결과 정보 교환을 가능케 합니다.

 

4. Explain LAN (Local Area Network).

 LANs(Local Area Networks) serve as connections for computers, laptops, and consumer electronics, allowing them to share resources like printers and fax machines while exchanging information. When utilized by companies or organizations, they're referred to as enterprise networks. LAN networks come in two types: wireless LAN, which uses Wi-Fi for connectivity, and wired LAN, which relies on LAN cables. Wireless LANs are particularly favored in areas where installing cables is impractical. The diagrams below illustrate both wireless and wired LAN configurations.

 LAN 네트워크는 컴퓨터, 노트북 및 가전제품과 같은 장치들을 연결하여 프린터 및 팩스 기계와 같은 리소스를 공유하고 정보를 교환하는 역할을 합니다. 기업이나 조직에서 사용할 때에는 기업 네트워크라고도 합니다. LAN 네트워크에는 무선 LAN(Wi-Fi를 사용하여 연결)과 유선 LAN(LAN 케이블을 사용하여 연결) 두 가지 유형이 있습니다. 무선 LAN은 케이블 설치가 어려운 장소에서 특히 인기가 있습니다. 아래 다이어그램에서는 무선 및 유선 LAN의 구성을 설명합니다.

5. Tell me something about VPN (Virtual Private Network).

 A VPN (Virtual Private Network) is a secure way to connect to the internet. It encrypts your data and hides your IP address, providing privacy and security, especially on public Wi-Fi networks. VPNs can also bypass geographic restrictions by making it appear as if you're accessing the internet from a different location.

VPN(Virtual Private Network)은 인터넷에 안전하게 연결하는 방법입니다. 데이터를 암호화하고 IP 주소를 숨겨 개인 정보 보호와 보안을 제공합니다, 특히 공공 와이파이 네트워크에서 유용합니다. VPN은 다른 위치에서 인터넷에 접속하는 것처럼 보이도록하여 지리적 제한을 우회할 수도 있습니다.

 

6. What are the advantages of using a VPN?

VPNs offer several advantages:

1) Cost-effectiveness: VPNs provide a more affordable option for connecting offices in different geographic locations compared to traditional WAN connections.

2) Secure Communication: VPNs ensure secure transactions and confidential data transfer between multiple offices spread across diverse geographic areas.

3) Enhanced Security: By leveraging virtualization, VPNs effectively safeguard an organization's information against potential threats or intrusions.

4) Privacy Protection: VPNs encrypt internet traffic and conceal online identities, thereby enhancing privacy and anonymity for users.

VPN은 여러 가지 이점을 제공합니다:

1) 경제성: VPN은 전통적인 WAN 연결과 비교하여 다른 지리적 위치에 있는 사무실을 연결하는 더 저렴한 옵션을 제공합니다.

2) 보안 통신: VPN은 다양한 지리적 위치에 있는 여러 사무실 간의 안전한 거래와 기밀 데이터 전송을 보장합니다.

3) 강화된 보안: 가상화를 활용하여 VPN은 조직의 정보를 잠재적인 위협이나 침입으로부터 효과적으로 보호합니다.

4) 개인 정보 보호: VPN은 인터넷 트래픽을 암호화하고 온라인 신원을 숨기므로 사용자의 개인 정보와 익명성을 향상시킵니다.

 

7. What are the different types of VPN?

1) Access VPN: Access VPNs provide connectivity for remote mobile users and telecommuters, serving as an alternative to dial-up or ISDN connections. They offer a cost-effective solution with a wide range of connectivity options.

2) Site-to-Site VPN: Site-to-Site VPNs, also known as Router-to-Router VPNs, are commonly used by large companies with branches in different locations. They connect the networks of different offices securely over the internet. There are two sub-categories:

    2-1) Intranet VPN: Intranet VPNs connect remote offices in different locations using shared infrastructure, such as internet connectivity and servers, with the same accessibility policies as a private WAN.
    2-2) Extranet VPN: Extranet VPNs use shared infrastructure over an intranet to connect suppliers, customers, partners, and other entities via dedicated connections.

So Intranet VPN and Extranet VPN are basically subset of Site-to-Site VPN.

VPN에는 두 가지 주요 유형이 있습니다:

1) 액세스 VPN: 액세스 VPN은 원격 이동 사용자와 재택근무자에게 연결성을 제공하여 다이얼업 또는 ISDN 연결 대안으로 사용됩니다. 다양한 연결 옵션을 제공하는 경제적인 솔루션입니다.

2) 사이트 간 VPN: 사이트 간 VPN 또는 라우터 간 VPN은 다른 위치에 지점을 둔 대규모 기업에서 네트워크를 안전하게 연결하기 위해 사용됩니다. 두 가지 하위 유형이 있습니다:

    2-1) 이너넷 VPN: 이너넷 VPN은 인터넷 연결 및 서버와 같은 공유 인프라를 사용하여 다른 지리적 위치에 있는 원격 사무실을 연결합니다. 개인 WAN과 동일한 접근 정책을 사용합니다.
    2-2) 익스트라넷 VPN: 익스트라넷 VPN은 인트라넷을 통해 공유 인프라를 사용하여 공급 업체, 고객, 파트너 및 기타 엔터티를 전용 연결을 통해 연결합니다.

 

8. What are nodes and links?

1) Nodes: In a network, nodes are individual entities(components) or points where connections can be made. They can represent various entities such as computers, routers, servers, or any device capable of sending or receiving data. Nodes are interconnected to facilitate communication and data exchange within the network.

2) Links: Links, also known as edges, are the connections or pathways that connect nodes within a network. It includes the type of connectivity (wired or wireless) between the nodes and protocols used for one node to be able to communicate with the other.

In summary, nodes are the entities within a network, while links are the connections between these entities, forming the structure through which data is transmitted and shared.

1) 노드: 네트워크에서 노드는 개별 개체 또는 연결을 할 수 있는 지점입니다. 컴퓨터, 라우터, 서버 또는 데이터를 송수신할 수 있는 장치와 같은 다양한 엔터티를 나타낼 수 있습니다. 노드는 네트워크 내에서 통신과 데이터 교환을 용이하게 하기 위해 상호 연결됩니다.

2) 링크: 링크 또는 엣지라고도 하는 연결은 네트워크 내에서 노드를 연결하는 연결 또는 경로입니다. 이러한 연결은 노드 간의 연결 유형(유선 또는 무선)과 한 노드가 다른 노드와 통신할 수 있도록 사용되는 프로토콜이 포함됩니다.

요약하면, 노드는 네트워크 내의 구성품(엔터티)이고, 링크는 이러한 엔터티 사이의 연결로서 데이터가 전송되고 공유되는 구조를 형성합니다.

 

9. What is the network topology?

Network topology refers to the arrangement of nodes and links(=physical layout of the network)  in a computer network. It defines how nodes are connected to each other and the layout of the communication paths between them. Network topology can be categorized into different types, such as bus, star, ring, mesh, and hybrid topologies, each with its own advantages and disadvantages. The choice of network topology depends on factors like the size of the network, the requirements for reliability, scalability, and cost considerations.

네트워크 토폴로지는 컴퓨터 네트워크 내의 노드와 링크의 배열을 의미합니다. 이는 노드 간의 연결 방식과 그들 사이의 통신 경로 배치를 정의합니다. 네트워크 토폴로지는 버스, 스타, 링, 메시 및 하이브리드와 같은 다양한 유형으로 분류될 수 있으며, 각각의 장단점이 있습니다. 네트워크 토폴로지의 선택은 네트워크의 규모, 신뢰성, 확장 가능성 및 비용 고려 사항과 같은 요인에 따라 결정됩니다.

10. Define different types of network topology.

1) Bus Topology

• All the nodes are connected using the central link known as the bus.
• It is useful to connect a smaller number of devices.
• If the main cable gets damaged, it will damage the whole network

 

2) Star Topology

• All the nodes are connected to one single node known as the central node.
• It is more robust.
• If the central node fails the complete network is damaged.
• Easy to troubleshoot.
• Mainly used in home and office networks.

 

3) Mesh Topology

• Each node is connected to one or many nodes.
• It is resilient as failure in one link only disconnects that node.
• It is rarely used and installation and management are difficult.

 

4) Tree Topology

• A combination of star and bus topology also know as an extended bus topology.
• All the smaller star networks are connected to a single bus.
• If the main bus fails, the whole network is damaged.

 

5) Hybrid:

• It is a combination of different topologies to form a new topology.
• It helps to ignore the drawback of a particular topology and helps to pick the strengths from other.

11. What is an IPv4 address? What are the different classes of IPv4?

An IP address is a 32-bit dynamic address of a node in the network. An IPv4 address has 4 gropus of 8-bit each, with each number having a value up to 255.

IPv4 classes are differentiated based on the number of hosts they support on the network.

There are five types of IPv4 classes: Class A, B, C, D, and E.

IPv4 주소는 네트워크의 노드의 32비트 동적 주소입니다. 각각의 수가 255까지의 값을 가지는 8비트로 구성된 4개의 옥텟으로 이루어져 있습니다.

IPv4 클래스는 네트워크에서 호스트가 지원하는 개수에 따라 구분됩니다. IPv4 클래스에는 Class A, B, C, D, E로 분류되는 IP 주소의 첫 번째 그룹을 기반으로 하는 다섯 가지 유형이 있습니다.

IPv4 Class | IPv4 Start Address | IPv4 End Address | Usage
A | 0.0.0.0 | 127.255.255.255 | 대형 네트워크에 사용됨  
B | 128.0.0.0 | 191.255.255.255 | 중형 네트워크에 사용됨
C | 192.0.0.0 | 223.255.255.255 | 지역 네트워크에 사용됨
D | 224.0.0.0 | 239.255.255.255 | 멀티캐스팅을 위해 예약됨
E | 240.0.0.0 | 255.255.255.254 | 연구 및 개발용으로 예약됨

12. What are Private and Special IP addresses?

Private Address: For each class, there are specific IPs that are reserved specifically for private use only. This IP address cannot be used for devices on the Internet as they are non-routable.

IPv4 Class	Private IPv4 Start Address	Private IPv4 End Address
A	10.0.0.0	10.255.255.255
B	172.16.0.0	172.31.255.255
C	192.168.0.0	192.168.255.255

Special Address: IP Range from 127.0.0.1 to 127.255.255.255 are network testing addresses also known as loopback addresses are the special IP address.

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1. Describe the OSI Reference Model

 The OSI (Open Systems Interconnection) Reference Model is a network architecture model used to understand and describe how different networking protocols interact within a networked computing environment. It consists of seven layers.

Each layer of the OSI model encapsulates data as it moves down the stack and decapsulates it as it moves up the stack, providing a standardized framework for network communication.

 

2. Define the 7 different layers of the OSI Reference Model

 

Layer	Unit Exchanged	Description
Physical	Bit	This layer deals with the physical connection between devices and the transmission of raw data bits over a communication channel. It defines characteristics such as voltage levels, cable types, and data rates. Chooses which type of transmission mode is to be selected for the transmission. The available transmission modes are Simplex, Half Duplex and Full Duplex. -> 케이블, 리피터, 허브를 통해 데이터 전송한다.
Data Link	Frame	The data link layer is responsible for establishing, maintaining, and terminating point-to-point connections between devices on the same network segment. It also handles error detection and correction at the frame level. The main task of this layer is to transform a raw transmission facility into a line that appears free of undetected transmission errors.(안전한 정보전달이 목적) It also allows detecting damaged packets using the CRC (Cyclic Redundancy Check) error-detecting, code. When more than one node is connected to a shared link, Data Link Layer protocols are required to determine which device has control over the link at a given time. It is implemented by protocols like CSMA/CD, CSMA/CA, ALOHA, and Token Passing. -> 프레임에 주소부여(MAC - 물리적주소) / 에러검출 / 재전송 / 흐름제어
Network	Packet	The network layer facilitates data routing and switching across multiple networks. It controls the operation of the subnet. The network layer takes care of feedback messaging through ICMP messages. -> 주소부여(IP), 경로설정(Route)
Transport	TPDU - Transaction Protocol Data Unit	The basic functionality of this layer is to accept data from the above layers, split it up into smaller units if needed, pass these to the network layer, and ensure that all the pieces arrive correctly at the other end. = The transport layer ensures reliable end-to-end communication between devices by segmenting data into manageable units (segments) and providing error detection, correction, and flow control mechanisms. The Transport Layer takes care of Segmentation and Reassembly. -> 패킷 생성(Assembly/Sequencing/Deassembly/Error detection/Request repeat/Flow control) 및 전송
Session	SPDU - Session Protocol Data Unit	The session layer allows users on different machines to establish sessions between them. = The session layer establishes, manages, and terminates sessions (connections) between applications on different devices. It handles session synchronization, checkpointing, and recovery. Dialogue control is using the full-duplex link as half-duplex. It sends out dummy packets from the client to the server when the client is ideal. -> 통신하는 사용자들을 동기화하고 오류복구 명령들을 일괄적으로 다룬다.  통신을 하기 위한 세션을 확립/유지/중단 (운영체제가 해줌)
Presentation	PPDU - Presentation Protocol Data Unit	The presentation layer is concerned with the syntax and semantics of the information transmitted. It translates a message from a common form to the encoded format which will be understood by the receiver. -> 사용자의 명령어를 완성및 결과 표현. 포장/압축/암호화 예를 들면, EBCDIC로 인코딩된 문서 파일을 ASCII로 인코딩된 파일로 바꿔 주는 것,   해당 데이터가 TEXT인지, 그림인지, GIF인지 JPG인지의 구분 등이 표현 계층의 몫이다
Application	APDU - Application Protocol Data Unit	It contains a variety of protocols that are commonly needed by users. The application layer sends data of any size to the transport layer. -> 네트워크 소프트웨어 UI 부분, 사용자의 입출력(I/O)부분