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Class #09: 네트웍 기초
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통신의 기초
들어가는 말: 통신과 교통
표 9-1 통신과 교통의 비교
| 통신 | 교통 |
| 도로 | 케이블 |
| 자동차 | 패킷 |
| 고속도로 | Backbone |
| 승객, 화물 | 자료 내용 |
| 갈림길, 교차로 | Router, Switch |
| 정체 | 통신망 정체 혹은 마비 |
| 교통사고 | 패킷 간의 충돌 |
| 고속도로 건설 프로젝트 (1960) | 초고속 국가 정보망 (1990) |
네트웍 기초지식
- 통신이란? - 일정한 의미를 갖는 신호(정보)를 전달하는 것
- 봉화, 연기등을 이용하여 정보통신을 할 수 있으나 현재는 전기를 이용한 전기통신을 의미함
- 전기 통신은 유선과 무선으로 나누어짐
- 근래에 빛을 이용한 광 통신이 각광받고 있음
- 네트웍크와 전기
- 기원전 600년경 그리스의 탈레스가 호박(elektron)에 전기에 의한 힘이 존재함을 발견
- 1897년 영국의 톰슨에 의하여 전기 발견
- 전기는 원자의 최외곽 전자의 활성화로 이루어 지며, 전기가 흐르는 길인 회로를 통하여 흐른다.
- 전기의 직류와 교류가 존재한다.
- 직렬 전송과 병렬전송
- 직렬전송 : 데이터를 일렬로 늘어선 채로 전송
- 병렬전송: 데이터들을 나란희 늘어선 채로 전송
- 병렬전송은 복수의 전선이 필요함
- 직렬전송은 원거리 전송이 가능하나 속도가 느림.
- 병렬전송은 속도가 빠르나 선사이의 전기장, 선사의의 속도차이, 그리고 많은 전선사용으로 비용 문제 발생
- 직렬전송 예: Serial Port
- 병렬전송 예: Print Port
- Network 상의 기본 문제들
- 네트웍 상의 데이타 충돌로 인한 네트웍 속도 저하
- 과도한 방송 Trapic 발생
- 네트웍 프로토콜이 다른 네트웍간의 연결
- 네트웍 보안 문제
정보통신장비
- 터미날(Terminal) - 송수신 장치로 통신채널(매체)를 통해 데이타를 주고 받는 주체
- 모뎀(MODEM) - 통신회선을 통해 디지탈 신호를 아나로그 신호를 변경하여 기존 전화선으로 송신하고 이를 받을 때 다시 아나로그 신호를 디지탈 신호로 변경하는 기기
- 통신채널(Communication Channel) - 송수신되는 자료가 흘러가는 길
- 전화선
- 동축케이블- 전화선보다 빨라 데이터 통신이 많이 사용
- 마이크로 웨이브 - 선이 없이 데이타통신이 가능하나 50km 마다 증폭기가 필요하다.
- 통신위성 - 가장 원거리 통신이 가능하며 많은 량의 자료를 처리할 수 있다.
- 광섬유 - 빛을 이용하여 데이터를 전송하며 작은 선으로 많은 양의 데이타를 보낼 수 있다.
- 통신제어장치(Communication Control Unit) - Switch, Router
- 컴퓨터 시스템(Computer System) - Network Operation System 과 Web Browser, FTP 등의 응용 프로그램
- 프로토콜 - 통신 약속 - 컴퓨터 소프트웨어로 구현되어 있어야 함
통신속도와 데이터 통신량
- 회선 속도(Line Speed)
- bps(bit per sec) - 1초에 전송된 bit 수 예: 54kbps = 54,000 bps
- kbps = 1000bps, Kbps = 1024bps
- CPS (Character Per Second) - 1초에 전달할 수 있는 문자수
- 비동기식(Asynchronous)과 동기식(Synchronous)
- 동기식: 송신장비가 데이타를 보낸후 수신장비가 데이타에 대한 OK 신호를 보낸후 다음 데이타 송신
- 비동기식: 송신장비가 일단 데이타를 다 보낸후 수신 장비가 특정 데이타의 오류가 있음을 알리면 그때 재 송신
- 비동기식 전송방법: 데이타 비트와 동기 비트(시작과 끝 비트)를 붙여 한 문자씩 전송
예- 시작비트(1bit)+데이타비트(7bit)+끝비트(1bit)+ 페리티 비트(1bit)
페리티 비트는 송신중의 자료 Error를 위해 붙이는 Bit - 데이터비트에서 1의 갯수가 짝수이면 0 OR 1
단순하여 저렴한 비용에 구현 가능, 추가 비트가 필요하여 전송에 지장을 줄 수 있음. - 동기식 전송방식: 여러문자를 한꺼번에 전송하며 여러 비트로 이루어진 동기문자를 같이 보냄
동기문자를 이용하여 수신장치와 송신장치사이의 수신리듬(클럭)을 맞춘후 자료 전송
패킷은 동기화 방식으로 만들어지며, 이터넷은 56개 비트로 이울어진 Preamble 을 사용한다.
- 전송의 형태
- 단방향식(Simplex) - 라디오나 TV 처럼 한쪽 방향으로만 데이타가 전송 - 라디오
- 반이중방식(Half duplex) - 양방향으로 데이타전송이 가능하나 한 시점에 한 방향의 전송만 가능 - 무전기 Over /Out
- 전이중방식(Full-duplex) - 항시 양방향 데이타 전송이 가능 - 전화기
데이터 통신망
데이터 통신망은 통신망 구성에 따라 물리적 토플러지와 논리적 토플러지로 나눌수 있다.
- 버스형 네트워크(Bus Network)
- 데이지 체인 형식이나 Backbone에 컴퓨터들이 독립적으로 연결된 구조
- Backbone 은 동축케이블을 이용하고 이를 UTP선으로 Transiver를 이용하여 연결
- 성형 네트워크(Star Network)
- 허브를 사용하여 모든 컴퓨터를 방사형으로 연결
- 현재 가장 인기있는 방식으로 관리가 쉽다.
- 환형 네트워크(Ring Network)
- 2개의 Cable을 이용하여 컴퓨터간의 Ring을 구성
- 관리가 어려우며 비용이 많이 들어 현재 사용되지 않고 있음
전화 네트워크
- 전화의 발명
알렉산더 그라함 벨 (1876), 에디슨에 의하여 실용화 - 교환기의 도입
- 전화 가입자의 모든 연결을 위한 장치 10명의 각각 전화선 45 라인이 필요
- 초기에는 수동 교환원, Strowger에 의하여 자동 교환기 개발
- 회선 교환(Circuit Switching)
- 전화 회선이 여러 교환기를 거쳐서 이루어질 경우
- 여러교환기를 거친 회로가 독점적으로 생김
- 패킷 교환(Packet Switching)
- 다중화(Multiplexing)
하나의 회선을 여럿이 공유하기 위한 방법
- 주파수 불할 다중화 - 사람의 음성 주파수를 변조하여 다른 주파수대로 만든후 이를 전송하고 다시 원래의 주파수로 바꾸는 방법
- 시분할 다중화 - 시간의 Slot을 나누어서 여러 통화를 보내고 이를 다시 분리하여 각각의 통화가 가능하도록 하는 방법
ISO/OSI 참조모델
- ISO (International Standard Organization)에서 통신규칙 표준화를 위해 제정한 모델
- 모든 컴퓨터와 통신기기 제작사들의 기준
- 개념적으로 Host A n 계층은 Host B의 n 계층과 통신하고 계속하여 n-1, n-2 로 내려가면서 같은 계층끼리 짝이 되어 통신
- 응용 계층
특정한 응용의 통신 요건에 알맞게 설계된 프로토콜로서 응용과 네트웍간의 인터페이스를 제공,
상이한 단말기 형태, 파일 이름 형식, 전자우편등의 문제를 다룸 - FTP, Telnet, SMTP, X.400 - 표현 계층
네트워크 표현 방식의 자료를 전송하는 프로토콜, 개별적인 컴퓨터에서 사용되는 표현과는 독립적인 표현방식으로 자료 전송
이 계층은 자료의 문법과 의미에 주력 - XDR, ASN 1, 암호화 - 세션 계층
프로세스 사이의 통신을 구축하고 오류를 회복, 비연결 통신에서는 불필요 - RPC
- 전송 계층
메세지 단위로 자료를 전송하는 최하위 프로토콜(protocol), 메세지들이 통신포트로 주소가 주어짐 - TCP, UDP
- 네트워크 계층
특정한 네트웍크 안에서 컴퓨터들 사이에 자료 전송 경로를 지정하고 패킷 전송
데이타 링크 계층에게 자료 패킷을 특정의 호스트로 송신할 것을 요청 - X.25, IP - 데이타 링크 계층
직접 연결된 컴퓨터 사이에 Point-to-point 방식으로 패킷을 전송하고 오류를 방지- Ethernet, CSMA/CD
- 물리 계층
네트웍크를 구동하는 회로와 하드웨어, 변조된 전기신호, 광섬유의 빛, 전자기 신호 전달 - X.21, Ethernet
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