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성공과 실패를 결정하는
1%의 네트워크 원리
(2nd Edition(개정1판 10쇄))

이 책만큼 네트워크의 구조와 작동 원리에 대해 체계적으로 설명한 책은 없다!
이 책은 네트워크 기술을 해설한 〈성공과 실패를 결정하는 1%의 네트워크 원리〉의 제2판입니다. 이 책에는 제1판과 마찬가지로 비슷한 부류의 다른 책에는 없는 몇 가지 특징이 있습니다.

첫째, 네트워크 전체의 움직임을 해설했습니다.
TCP/IP나 이더넷이라는 개별적인 기술을 보여주기만 해서는 '네트워크'라는 시스템 전체를 파악할 수 없기 때문입니다. 즉 한정된 장면이나마 전체의 움직임을 보여주기 위해 네트워크의 움직임을 한 권의 책에 정리한 것입니다.

둘째, 현실의 네트워크 기기나 소프트웨어가 어떻게 움직이는지에 중점을 두었습니다.
이러한 특징이 좋은 평가를 받아 제1판은 저자의 예상을 뛰어넘는 수많은 독자들이 읽게 되었습니다. 제2판은 여기에 중점을 두고 전면적으로 설명을 고쳐서 기초적인 해설을 대폭 확충했습니다.

ㆍ 이 책을 마스터하는 지름길
이 책은 네트워크에 대한 내용을 모두 6장으로 나누어 설명하고 있습니다. 각 장의 내용은 '핵심 포인트', '워밍업 문제', '탐험 여행의 경유지', '본문', '용어 설명', '확인 퀴즈'로 구성되어 있고, 몇 개의 '에피소드'도 포함되어 있습니다.

■ 감수의 말
이 책은 제목에서 유추할 수 있는 것과 달리 ‘클라이언트와 서버 간의 전체 영역’을 다루고 있습니다. 네트워크 책을 저술하면서 라우팅(routing)과 스위칭(switching)을 언급하기는 쉽지만, 서비스 프로바이더의 액세스망, 방화벽, 웹 서버, 네트워크 장치를 아우르면서 OSI 1계층부터 7계층까지의 모든 계층을 포함하기는 쉽지 않습니다. 게다가 통합적이면서 일관된 흐름을 보여주기는 더욱 어렵습니다. 이 책은 집에 있는 컴퓨터, 가장 많이 사용하는 웹 서비스, 전봇대에 보이는 케이블로부터 네트워크 이야기를 시작합니다. 그리고 데이터의 흐름과 잘 기획된 의도에 따라 HTTP 리퀘스트, 도메인 계층, 소켓 라이브러리, TCP/IP를 포함하는 다양한 프로토콜 스택, 방화벽, 캐시 서버, 분산 처리 등의 전문가들의 영역으로 여러분을 안내합니다. 수많은 내용과 퀴즈, 에피소드를 다루면서도 미로에 빠지지 않는 것은 네트워크에 대한 전체적인 모습뿐만 아니라 데이터의 흐름을 중심으로 명확한 경유지(네트워크, 캐시 서버, 방화벽, 로드 분산 장치, 서비스 프로바이더)와 목적지(서버)에 대한 지도를 먼저 제시하기 때문입니다.

‘유저가 브라우저에 URL을 입력한 후 원했던 화면이 보일 때까지 어떤 일이 벌어지는가?’라는 질문은 모든 IT 종사자들이 가장 궁금해 하던 질문인 동시에 이에 답하고 싶어 하는 것은 모든 저자들의 희망입니다. 네트워크, 서버, 회선, 보안 및 캐시 서버의 기타 장치를 아우르는 통합적 관점을 완성시키는 이 책은 네트워크 초심자에게 올바른 기술 맵을 잡아주고 있습니다. 또한 네트워크 & 보안, 네트워크 & 시스템의 멀티플레이어가 되기를 바랍니다. 이에 따라 서버와 네트워크의 전체를 볼 줄 아는 성능 개선이나 장애 처리를 필요로 하는 경력자에게 필요한 지식의 안목과 깊이를 제공합니다.

저자가 제공하는 ‘유저가 URL을 입력하여 시작하는 데이터의 탐험 여행’을 통해 첫 단추를 잘 꿰기를 바랍니다. 또한 네트워크나 서버의 한 쪽에 치우치지 않은 통합적 시각의 전문가가 되기를 바라면서 감수의 글을 마칩니다.

이중호
(전 LG엔시스, 시스템 PS(Professional Service)팀 네트워크 엔지니어. 네트워크 전문 강사)

이주연(포항공대 전자전기공학부 4학년)
학부에서 수치와 공식에서 휩싸여 지내면서 ‘도대체 네트워크에서는 실제로 무슨 일이 일어나는가?’가 항상 궁금했는데, 우연히 접한 이 책에서 기대 이상의 현장감을 건질 수 있었다. 게다가 네트워크와 서버, 방화벽과 같은 보안 장비에 이르기까지 난해했던 오케스트라의 합주를 기분 좋게 이해한 느낌이다.

윤교석(LG엔시스, 시스템 사업부문 과장)
항상 네트워크 중심의 사고를 하다 보니 중복 장애 처리시 서버 엔지니어들과 책임을 미루는 일이 많다. 이 책은 부족했던 2%를 보충하면서 통합적 관점의 사고와 무엇이 부족한지를 깨닫게 해 주는 계기를 제공해 주었다. 자신감과 함께 자기반성을 동시에 제공하는 책이다.

박지성(fiaz studio 대표)
“인터넷은 전 세계 네트워크의 연결이다.”란 말은 기본 상식에 해당된다. 이처럼 복잡한 인터넷은 우리의 혈관처럼 복잡한 구조로 되어 있다. 그렇다면 이런 네트워크가 어떻게 이루어져 있고, 어떠한 방식으로 운영되는지 많은 사람들이 궁금해 할 것인데, 이 책은 이런 궁금증을 아주 쉽게 풀어줄 것이다.

송기만(한국유비쿼터스 대표)
‘TCP/IP’, ‘이더넷’이란 단어들은 일반인들에게는 생소한 네트워크 용어들이다. 프로그래머라면 이런 용어들은 들어보았을 것이며, 대략적인 의미도 알 것이다. 하지만 이런 용어들이 어떻게 동작하고 데이터가 오고 가는지에 대한 지식은 프로그래머들도 잘 모른다. 이 책은 많은 사람들이 모르고 있는, 그렇지만 알고 있으면 유용한 네트워크 관련 지식을 쉽게 풀어 자세히 설명하고 있다. 만약 여러분들이 네트워크와 관련된 질문에 곧바로 답변할 수 없다면 이 책은 여러분에게 “네트워크란 이런 것이다!”라는 해답을 제시할 것이다.

남기완(누비에이스 이사)
살다 보면 많은 걸 알고 있지만 깊이가 없는 사람을 자주 접하게 된다. 만약 여러분들도 이처럼 깊이가 없는 사람이 아닌지 생각해 보라. 네트워크 관련 프로그래밍을 하면서 네트워크가 어떻게 이루어져 있고, 어떠한 방법으로 동작하는지 모른다면, 여러분들을 진정한 네트워크 프로그래머라고 할 수 있을까? 이 책은 여러분들에게 진정한 네트워크 프로그래머가 되는 방향을 제시해 주는 좋은 안내서가 될 것이다.

Chapter 01. 웹 브라우저가 메시지를 만든다 - 웹 브라우저의 내부 탐험
Story 01. HTTP 리퀘스트 메시지를 작성한다
· 탐험 여행은 URL 입력부터 시작한다
· 브라우저는 먼저 URL을 해독한다
· 파일명을 생략한 경우
· HTTP의 기본 개념
· HTTP 리퀘스트 메시지를 만든다
· 리퀘스트 메시지를 보내면 응답이 되돌아온다
Story 02. 웹 서버의 IP 주소를 DNS 서버에 조회한다
· IP 주소의 기본
· 도메인명과 IP 주소를 구분하여 사용하는 이유
· Socket 라이브러리가 IP 주소를 찾는 기능을 제공한다
· 리졸버를 이용하여 DNS 서버를 조회한다
· 리졸버 내부의 작동
Story 03. 전 세계의 DNS 서버가 연대한다
· DNS 서버의 기본 동작
· 도메인의 계층
· 담당 DNS 서버를 찾아 IP 주소를 가져온다
· DNS 서버는 캐시 기능으로 빠르게 회답할 수 있다
Story 04. 프로토콜 스택에 메시지 송신을 의뢰한다
· 데이터 송ㆍ수신 동작의 개요
· 소켓의 작성 단계
· 파이프를 연결하는 접속 단계
· 메시지를 주고받는 송ㆍ수신 단계
· 연결 끊기 단계에서 송ㆍ수신이 종료된다
〈확인퀴즈〉

|COLUMN| [사실은 어렵지 않은 네트워크 용어] - 쾌걸 리졸버


Chapter 02. TCP/IP의 데이터를 전기신호로 만들어 보낸다 - 프로토콜 스택과 LAN 어댑터의 탐험
Story 01. 소켓을 작성한다
· 프로토콜 스택의 내부 구성
· 소켓의 실체는 통신 제어용 제어 정보
· Socket을 호출했을 때의 동작
Story 02. 서버에 접속한다
· 접속의 의미
· 맨 앞부분에 제어 정보를 기록한 헤더를 배치한다
· 접속 동작의 실제
Story 03. 데이터를 송ㆍ수신한다
· 프로토콜 스택에 HTTP 리퀘스트 메시지를 넘긴다
· 데이터가 클 때는 분할하여 보낸다
· ACK 번호를 사용하여 패킷이 도착했는지 확인한다
· 패킷 평균 왕복 시간으로 ACK 번호의 대기 시간을 조정한다
· 윈도우 제어 방식으로 ACK 번호를 관리한다
· ACK 번호와 윈도우를 합승한다
· HTTP 응답 메시지를 수신한다
Story 04. 서버에서 연결을 끊어 소켓을 말소한다
· 데이터 보내기를 완료했을 때 연결을 끊는다
· 소켓을 말소한다
· 데이터 송ㆍ수신 동작을 정리한다
Story 05. IP와 이더넷의 패킷 송ㆍ수신 동작
· 패킷의 기본
· 패킷 송ㆍ수신 동작의 개요
· 수신처 IP 주소를 기록한 IP 헤더를 만든다
· 이더넷용 MAC 헤더를 만든다
· ARP로 수신처 라우터의 MAC 주소를 조사한다
· 이더넷의 기본
· IP 패킷을 전기나 빛의 신호로 변환하여 송신한다
· 패킷에 3개의 제어용 데이터를 추가한다
· 허브를 향해 패킷을 송신한다
Story 06. UDP 프로토콜을 이용한 송ㆍ수신 동작
· 수정 송신이 필요없는 데이터의 송신은 UDP가 효율적이다
· 제어용 짧은 데이터
· 음성 및 동영상 데이터
〈확인퀴즈〉

|COLUMN| [사실은 어렵지 않은 네트워크 용어]
- 소켓에 나사를 돌려 끼우는 것은 전구인가요, 프로그램인가요·


Chapter 03. 케이블의 앞은 LAN 기기였다 - 허브와 스위치, 라우터의 탐험
Story 01. 케이블과 리피터, 허브 속을 신호가 흘러간다
· 하나하나의 패킷이 독립된 것으로 동작한다
· LAN 케이블은 신호를 약화시키지 않는 것이 핵심이다
· '꼼'은 잡음을 방지하기 위한 방법이다
· 리피터 허브는 연결되어 있는 전체 케이블에 신호를 송신한다
Story 02. 스위칭 허브의 패킷 중계 동작
· 스위칭 허브는 주소 테이블로 중계한다
· MAC 주소 테이블을 등록 및 갱신한다
· 예외적인 동작
· 전이중 모드에서 송신과 수신을 동시에 실행한다
· 최적의 전송 속도로 보내는 자동 조정
· 스위칭 허브는 복수의 중계 동작을 동시에 실행한다
Story 03. 라우터의 패킷 중계 동작
· 라우터의 기본
· 경로표에 등록된 정보
· 라우터의 패킷 수신 동작
· 경로표를 검색하여 출력 포트를 발견한다
· 해당하는 경로가 없는 경우에 선택하는 기본 경로
· 패킷은 유효 기한이 있다
· 큰 패킷은 조각 나누기 기능으로 분할한다
· 라우터의 송신 동작은 컴퓨터와 같다
· 라우터와 스위칭 허브의 관계
Story 04. 라우터의 부가 기능
· 주소 변환으로 IP 주소를 효율적으로 이용한다
· 주소 변환의 기본 동작
· 포트 번호를 바꿔쓰는 이유
· 인터넷에서 회사로 액세스한다
· 라우터의 패킷 필터링 기능
〈확인퀴즈〉

|COLUMN| [사실은 어렵지 않은 네트워크 용어]
허브와 라우터 - 이름을 바꾸면 가격도 변할까요·


Chapter 04. 액세스 회선을 통해 인터넷의 내부로! - 액세스 회선과 프로바이더의 탐험
Story 01. ADSL 기술을 이용한 액세스 회선의 구조와 동작
· 인터넷의 기본은 가정이나 회사의 LAN과 같다
· 사용자와 인터넷을 연결하는 액세스 회선
· ADSL 모델에서 패킷을 셀로 분할한다
· ADSL은 변조 방식으로 셀을 신호화한다
· ADSL은 파를 많이 사용하여 고속화를 실현한다
· 스플리터의 역할
· 전화국까지의 여정
· 잡음의 영향
· DSLAM을 통과하여 BAS에 도달한다
Story 02. 광섬유를 이용한 액세스 회선(FTTH)
· 광섬유의 기본
· 싱글모드와 멀티모드의 차이
· 광섬유를 분기시켜서 비용을 절감한다
Story 03. 액세스 회선으로 이용하는 PPP와 터널링
· 본인 확인과 설정 정보를 통지한다
· 이더넷에서 PPP 메시지를 주고받는 PPPoE
· 터널링 기능에 의해 프로바이더에 패킷을 전달한다
· 액세스 회선 전체의 동작
· IP 어드레스를 할당하지 않는 언넘버드
· 인터넷 접속용 라우터에서 프라이비트 주소를 글로벌 주소로 변환한다
· PPPoE 이외의 방식
Story 04. 프로바이더의 내부
· POP와 NOC
· 건물 밖은 통신 회선 등으로 접속한다
Story 05. 프로바이더를 경유하여 흐르는 패킷
· 프로바이더끼리의 접속
· 프로바이더끼리 경로 정보 교환하기
· 사내 네트워크에서 자동 등록하기
· IX의 필요성
· IX에서 프로바이더끼리 접속하는 모습
〈확인퀴즈〉

|COLUMN| [사실은 어렵지 않은 네트워크 용어] - 이름은 서버, 본질은 라우터


Chapter 05. 서버측의 LAN에는 무엇이 있는가· - 방화벽과 캐시 서버의 탐험Story 01. 웹 서버의 설치 장소
· 사내에 웹 서버를 설치하는 경우
· 데이터센터에 웹 서버를 설치하는 경우
Story 02. 방화벽의 원리와 동작
· 패킷 필터링형이 주류이다
· 패킷 필터링의 조건 설정 개념
· 애플리케이션을 한정할 때 포트 번호를 사용한다
· 컨트롤 비트로 접속 방향을 판단한다
· 사내 LAN에서 공개 서버용 LAN으로 조건을 설정한다
· 밖에서 사내 LAN으로 액세스할 수 없다
· 방화벽을 통과한다
· 방화벽으로 막을 수 없는 공격
Story 03. 복수 서버에 리퀘스트를 분배한 서버의 부하 분산
· 처리 능력이 부족하면 복수 서버로 부하 분산된다
· 부하 분산 장치를 이용해 복수의 웹 서버로 분할된다
Story 04. 캐시 서버를 이용한 서버의 부하 분산
· 캐시 서버의 이용
· 캐시 서버는 갱신일로 콘텐츠를 관리한다
· 프록시의 원점은 포워드 프록시이다
· 포워드 프록시를 개량한 리버스 프록시
· 트랜스페어런트 프록시
Story 05. 콘텐츠 배포 서비스
· 콘텐츠 배포 서비스를 이용한 부하 분산
· 가장 가까운 캐시 서버의 관점
· 리피터용 서버로 액세스 대상을 분배한다
· 캐시 내용의 갱신 방법에서 성능의 차이가 난다
〈확인퀴즈〉

|COLUMN| [사실은 어렵지 않은 네트워크 용어] - 통신 회선이 LAN이 되는 날


Chapter 06. 웹 서버에 도착하여 응답 데이터가 웹 브라우저로 돌아간다 - 불과 몇 초인 '긴 여행'의 끝
Story 01. 서버의 개요
· 클라이언트와 서버의 차이점
· 서버 애플리케이션의 구조
· 서버측의 소켓과 포트 번호
Story 02. 서버의 수신 동작
· LAN 어댑터에서 수신 신호를 디지털 데이터로 변환한다
· IP 담당 부분의 수신 동작
· TCP 담당 부분이 접속 패킷을 수신했을 때의 동작
· TCP 담당 부분이 데이터 패킷을 수신했을 때의 동작
· TCP 담당 부분의 연결 끊기 동작
Story 03. 웹 서버 소프트웨어가 리퀘스트 메시지의 의미를 해석하여 요구에 응한다
· 조회의 URI를 실제 파일명으로 변환한다
· CGI 프로그램을 작동하는 경우
· 웹 서버로 수행하는 액세스 제어
· 응답 메시지를 되돌려 보낸다
Story 04. 브라우저가 응답 메시지를 받아 화면에 표시한다
· 응답 데이터의 형식을 보고 본질을 판단한다
· 브라우저 화면에 웹 페이지를 표시하여 액세스를 완료한다
〈확인퀴즈〉

|COLUMN| [사실은 어렵지 않은 네트워크 용어] - 게이트웨이는 다른 세계로 통하는 입구

ㆍ 부문별 요약
1장 | 웹 브라우저
OS에 내장된 네트워크 제어용 소프트웨어에 의뢰하여 메시지를 서버측까지 도착하게 되는데, 1장에서는 이렇게 '의뢰하는 동작'까지 추적합니다.
2장 | 프로토콜 스택, LAN 어댑터
2장에서는 데이터를 운반하는 구조에 들어갑니다. 즉 LAN 어댑터가 프로토콜 스택을 전기 신호로 변환하고 LAN의 케이블에 송출하는 과정을 통해 패킷이 네트워크 속으로 들어갑니다.
3장 | 허브, 스위치, 라우터
클라이언트 PC는 가정이나 회사의 LAN을 경유하거나 단독으로 인터넷에 접속할 수 있습니다. 이 여행에서는 아쉽게도 이러한 변화를 모두 다룰 수 없으므로 클라이언트 PC가 가정이나 회사의 LAN에 접속되고, 앞부분이 ADSL이나 광섬유(FTTH) 등의 광대역 회선에 의해 인터넷에 접속된다는 최신의 대표적인 상황을 가정하여 탐험합니다.
4장 | 액세스 회선, 프로바이더
다음은 인터넷 접속용 라우터의 앞부분, 즉 인터넷의 내부입니다. 통신사의 라우터는 가정에서 사용하는 것과 같은 소형이 아니라 수십 개의 케이블을 접속할 수 있는 거대하고 고속인 라우터입니다. 인터넷의 핵심부에는 이러한 라우터가 많이 설치되어 있고, 이것들이 복잡하게 연결되면서 그 사이를 패킷이 흘러갑니다. 따라서 이 부분에 대해 오늘날의 네트워크에서 가장 중요한 부분을 짚고 넘어가겠습니다.
5장 | 방화벽, 캐시 서버
이 핵심부를 통과한 패킷이 최종적으로 웹 서버측의 LAN에 도착하면, 그곳에는 방화벽이 기다리고 있어서 들어오는 패킷을 검사할 것입니다. 또한 인터넷 전체에 캐시 서버를 분산시키는 콘텐츠 배포 서비스를 이용할 수도 있는데, 이러한 구조를 통해 패킷이 웹 서버에 도착합니다.
6장 | 웹 서버
패킷이 웹 서버 기계에 도착하면 패킷의 알맹이를 추출하여 원래 리퀘스트 메시지를 복원하고 웹 서버 애플리케이션에 넘깁니다. 그리고 웹 서버 애플리케이션이 리퀘스트 메시지의 의미를 읽고, 여기에 쓰여있는 지시에 따라 데이터를 응답 메시지에 넣어 클라이언트에게 회송합니다. 즉 웹 서버에 액세스한다는 일련의 동작이 끝나는데, 여기가 여행의 종점입니다.

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