지극히 개인적인 이야기

1. 인터네트워킹이란?
1) 인터네트워킹의 개념

2) 인터네트워킹에서 고려할 사항

3) 인터네트워킹을 위한 프로토콜들

4) 인터네트워킹이 필요한 이유
1. 다른 컴퓨터들에 있는 자원에 접근할 필요가 있기 때문
2. 단일 네트워크로 모두를 결합하는 것은 불가능하기 때문
3. 다른 네트워크들을 상호 연결할 필요성 존재
4. 사용자에게 상호 연결된 네트워크의 집합은 하나의 커다란 네트워크로 보임

5) 인터네트워킹 장치
Physical : 데이터의 최소 단위인 Bit 를 전송 매체를 이용하여 전송
Data Link : 인접 노드와 에러없는 데이터 전송 실행
Network : 이웃하는 중간 노드들을 이어나가서 최초의 송신 노드에서 부터 최종 수신 노드까지를 연결하여 네트워크 구성

- 랜카드

- Tranceiver

- DSU (Digital Service Unit)

- Repeater

- Hub

스위칭 허브의 등장 배경

- Bridge

- Switch

- Router

- Gateway

2. Switch
MAC 주소에 의한 2계층의 정보를 이용하여 중계 처리를 하는 장비로 허브와 달리 스위칭의 기능으로 고속 병행 중계 처리가 가능하여 고속처리가 가능한 장비

1) 개념도 (허브와 비교하여 단말 A에서 B로 프레임 송신할 경우)

2) 동작 절차
- 학습처리(Learning)

- 프레임 중계 처리

- 외부 차단

- 갱신 처리

3) 스위치와 타 인터네트워킹 장비의 비교

Virtual LAN

4) 스위치의 장점


5) 스위치의 발전
Layer3 Switch

Layer4 Switch

Layer7 Switch

3. Router
다른 LAN 에 접속되어 있는 단말간의 Packet을 중계하는 3계층 장비로 3계층인 Network Address 를 기반으로 경로를 선택하여 목적지까지 패킷을 전달하는 장치
1980 중반에 개발된 이후로 현재까지 원거리 네트워크와 근거리 네트워크를 연결하는 핵심적인 역할을 담당하는 중요한 인터네트워킹 장비

1) Router 구조 / 기능
RAM
Bootstrap, IOS, Configuration 등이 저장 라우터가 운영되면서 필요한 데이터 영역으로 활용.
Routing Table, ARP Cache, Fast-switching Cache, Packet Buffering, Packet Hold Queue 를 위한 데이터 영역을 제공함
전원이 나가면 손실

NVRAM(Nonvolatile Random Access Memory)
라우터의 Configuration File 이 저장되어 있음.
전원이 나가도 내용이 유지됨

Flash Memory
EPROM으로 IOS가 저장되어 있음.
부팅 프로그램은 부팅시 플래시에 저장되어 있는 IOS를 RAM 으로 로드함.
전원이 나가도 내용이 유지되며 IOS를 쉽게 업그레이드 할 수 있게해줌.

ROM(Read Only Memory)
응급 처리 기능, 부팅 프로그램, OS가 저장
부팅시 Bootstrap 은 RAM으로 Load 되며, Load된 Bootstrap 은 IOS, Backup Configuration File 등을 RAM으로 로드함.
ROM의 Bootstrap, IOS들을 업그레이드 위해서는 Chip 을 대치하여야함.

Interface
Packet이 지나가는 물리적인 포트
LAN, WAN 인터페이스 / Console / Auxiliary 등이 존재

2) Router 의 기능

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3) Terabit Router

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이 저작물은 크리에이티브 커먼즈 코리아 저작자표시-비영리-변경금지 2.0 대한민국 라이선스에 따라 이용하실 수 있습니다.

1. LAN 동향 및 종류
1) LAN 동향
LAN 기술 발전 추세
랜 기술
데이터 통신 > 음성/데이터/영상 복합 형태
10M 이더넷 > 100M / 1G / 10G 이더넷
매체 공유 형태 > 스위칭 기반으로
사용자 그룹내 트래픽 위주 > 대규모 백본 망 위주 구성

고속 백본망
10M 이더넷과 100M 급 FDDI > 100M 이더넷 과 기가빗 이더넷으로
궁극적으로는 10Gigabit 이더넷

2) LAN의 조율

3) 이더넷의 역사
1973 : 제록스 이더넷 2.94Mbps
1980 : 이더넷 10Base(80), 802.3a&b, 802.3i, 802.3j
1995 : Fast 이더넷 802.3u, 802.3y
1998 : 기가빗 이더넷 802.3z, 802.3ab
2002 : 10기가빗 이더넷 802.3ae

2. Fast Ethernet
1) 개요
기존 이더넷과 완전한 호환, 10배의 속도 지원
> 기존 이더넷의 프레임을 그대로 사용하여 속도를 고속화 시킨 기술

2) 기술 특성

3) Fast Ethernet 표준

4) 특징
100Mbps 로의 이전이 용이하여 제품 개발과 사용이 용이
광범위한 멀티 벤더 지원으로 제품군 다양
Auto Negotiation 기능이 있어 사용 편리
UTP Category 5 케이블을 사용해도 지원거리가 100M로 제한됨
광케이블 사용시 지원거리에 제약으로 Tranceiver 제품별도 사용해야함

5) 이더넷과의 차이점

3. Gigabit Ethernet
1) 개요
Fast Ethernet 의 속도 증가가 있었지만 LAN상의 application 들은 고품질 이미지, 보이스, 동화상등을 포함하게 되어 100Mbps 의 전송속도 마저 곧 한계에 이를 것이라는 우려와 함께 업계에서는 Ethernet 의 대역폭을 획기적으로 향상 시키려는 또다른 시도를 하게 됨.

2) 특징
프로토콜이 다너순하여 장비 가격 저렴
기존의 이더넷과 호환성을 유지하여 다양한 application 을 보유하며, 축적된 노하우를 이용하여 OAM&P 용이
초고속 전송 가능
지속적으로 발전하는 기술
멀티 미디어 수요이 미비하나 RSVP, RTP로 보완가능함.

3) ATM과 비교

4) 시스템의 제공 서비스

4. 10Gigabit Ethernet
1) 개요
현재 IEEE 802.3 위워회에서 표준화가 진행중인 초고속 LAN 기술
LAN/MAN/WAN을 하나의 네트워크로 통합할 수 있는 가장 경제적인 대안
(기가빗 이더넷의 3배의 가격으로 10배워 속도. SONET/SDH 가격의 1/10으로 구축)
LAN/MAN/WAN 적용 가능
프로토콜의 변환 없이 모든 망 링크 제공 가능

2) 10Gigabit 이더넷의 필요성

3) Gigabit Ethernet 과 비교

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4) LAN에서의 적용

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5) 현재 동향
10Gigabit Ethernet 은 투자대비 효율측면에서 SONET/SDH보다 훨씬 효과적인 솔루션으로 인식되고 있으나 현재 시동 도입 초기 단계로 가격 고가
향후 LAN/WAN 백본의 용도 및 MAN/WAN 백본을 연결하는데 10Gigabit Ethernet 이 많이 사용될 것으로 예상

6) 10Gigabit Ethernet 이 성공할 수 있는 요인


5. 무선 LAN
1) 개요
유선 LAN의 확장 또는 매체를 위해 전파(Radio Frequency) 또는 빛을 이용하여 공중상에서 데이터를 전송하고 수신하는 방식

2) 개념도 / 구성 요소
NIC(Network Interface Card) : PCI 및 PCMCIA 형태로 사용자의 PC 또는 노트북에 설치되어 무선으로 통신할 수 있는 장치
Access Point : 일반 호브와 같은 동작. 유선 네트워크에 연결. 채널/이더넷 인터페이스/브리징 소프트웨어로 구성.
Internal/External/Antenna : 빌딩간 연결시 외부 환경에서 사용시 이용. Access Point 와 연동되어 사용됨.

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3) 특징

4) 현재 동향
무선랜 보안의 중요성 인식


AP와 무선랜 스위치의 주도권 다툼


무선 랜 vs 휴대 인터넷

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5) 향후 전망


시장동향

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6. 기타 LAN
1) Isochronous Ethernet

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CSMA/CD
1. 도로(통신에서는 전송매체) 이용 여부 확인 - Carrier Sense
2. 도로(통신에서는 전송매체) 이용 - Multiple Access
3. 도로(통신에서는 전송매체) 이용차량이 충돌을 감지하여 정지 - Collision Detection

알고리즘이 단순하지만, 메카니즘이 간단하여 LAN전송방식으로 지속적으로 발전하여 널리 사용

1. LAN의 정의와 IEEE 802 표준
1) LAN의 정의와 특징
LAN의 정의
1970년초 Xerox 사의 PARC(Palo Alto Research Center)에서 연구되어 이더넷이란 이름으로 상용화. 1985년 IEEE의 LAN 표준화 위원회에서 802 프로젝트를 통해서 LAN 표준으로 제정. 이후 CSMA/CD, Bus, Token Ring 등 다양한 매체 접근 방식의 표준화 작업이 이루어짐.


Kenneth J. Turber 와 Harvey A. Freeman의 정의 : IEEE에서 정의한 LAN에 대하여 한정된 거리와 고속 통신이라는 개념을 덧 붙여서 설명.
그 밖의 정의 : 제한된 지역에서 정보 처리 장치들을 연결하기 위하여 최적화되고 신뢰성 있는 고속의 통신 채널을 제공하는 네트워크

비교적 짧은 거리의 선로를 통해 데이터를 전송하기 때문에 에러율이 매우 낮고, 패킷을 수신하는데 걸리는 시간이 적어 패킷 지연 시간이 최소화된다는 특징.

2) LAN의 구조와 목적
LAN의 구조
일반적으로 조직이나 회사에 구축되는 LAN의 구조는 다음 그림과 같이 3개의 계층으로 나눌 수 있음.
Backend LAN(Tier1) : 서버 farm을 연결하며 가용성과 성능이 요구됨.
Backbone LAN(Tier2) : 주로 광 케이블이 사용되며 장비간을 연결하며, 신뢰성 및 성능이 중요시 됨.
End-user(Workgroup) LAN(Tier 3) : PC 및 Workstation 들이 연결되며 접속의 용이성과 이동성 등이 요구.

LAN의 목적
네트워크내 연결된 기기간의 자원을 공유하기 위함.
물리적인 자원의 공유 : 프린터, 디스크, 테이브 드라이버 등 물리적인 장치
논리적인 자원의 공유 : 데이터베이스, 각종 프로그램과 같은 논리적인 자원
기타 오브젝트, 컴포넌트, 에이전트 등의 자원을 공유
> 자원의 공유를 통해 공동 작업을 효과적으로 지원하며 결과적으로 사무 생산성 극대화. 네트워크를 통하여 전자 메일 교환

LAN의 Elements
랜에서는 특성을 결정하는 중요한 요소인 LAN의 elements 4가지로 구성되며, 그 종류로는 전송매체의 종류, 네트워크 topology, MAC(media access control) 그리고 전송 기술입니다.
※ 상기의 요소로 인해서 Cost, Capacity, Data Type, Speed & Efficiency 결정.

3) IEEE 802 표준안
LAN의 표준
IEEE802 위원회 주도
IEEE802 Series 는 일련의 LAN 접속 방법 및 프로토콜 표준들을 지정
OSI 모델의 7개 계층 중 하위 1, 2 계층에 해당
IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 RFC1392에서 정의함.

OSI7 계층이란?

IEEE 802 참조 모델
802.1 : 상위 계층과 인터페이스를 위해 필요한 규정 정의
802.2 : LLC(Logical Link Control) 정의
나머지 사항들은 MAC 프로토콜 관련된 내용으로 구성
802.8, 802.9 : 물리 계층의 매체에 관한 내용
802.9 : LAN에서 Voice 와 Data를 통합해서 전송하기 위한 MAC 프로토콜
LAN에서 주로 802.3의 CDMA/CD, 802.4의 Token Bus, 802.5의 Token Ring, 802.11의 Wireless LAN이 중요한 IEEE 802 모델임.

2. LAN 토폴로지
1) Topology 개요
LAN의 토폴로지(형태 또는 구조)는 네트워크에서 호스트들을 연결하는 케이블의 구조 혹은 기하학적인 모양
보통의 데이터 통신 네트워크들과는 달리 다양한 방식으로 구성되는 대부분의 LAN은 특정한 토폴로지를 따르는 호스트간의 연결에 기초하여 구성

2) Star Topology
LAN에서 가장 많이 사용하는 방식.
네트워크의 중심에 허브라고 불리는 중앙전송제어장치와 각 호스트가 점대점으로 접속된 형태
각 컴퓨터는 독립된 커넥션을 가지고 허브에 연결

장점 : 고장 발견이 쉽고, 유지보수 용이. 한 호스트의 고장이 전체 네트워크에 영향을 미치지 않음. 확장이 용이함.
단점 : 중앙 전송 제어 장치 가 고장시 네트워크는 동작 불가능. 설치에 케이블링에 많은 노력과 비용 필요.

3) Bus Topology
하나의 긴 케이블이 네트워크 상의 모든 장치를 연결
케이블 비용이 가장 적게 드는 방식
중앙에 1개의 전송 매체(medium)을 multi-drop 으로 공유
장점 : 설치 간단. 작은 네트워크 유용. 케이블에 소요되는 비용 비교적 저렴.
단점 : 재구성이나 결합 분리의 어려움. 탭에서 일어나는 신호의 반사는 신호의 질을 저하. 버스 케이블에 결함이 발생시 전체 호스트는 일체 전송 불가. 호스트의 수가 증가하면 처리 능력 급격히 감소. 네트워크 부하가 많으면 응답 시간 늦어짐.

4) Ring Topology
모든 컴퓨터가 직접 ring에 연결된 구조
모든 노드가 리피터 기능을 수행하여 성능이 우수하고 장거리 네트워크 구성 유리
tapping 이 어려운 광섬유에 적합
multicase, broadcast 전송 환경에 유리
노드 제거 및 추가가 어렵고 확장성에 제약이 많음
장점 : 단순하며 재구성이 용이. 장애 발생 호스트 쉽게 발견. 케이블링에 드는 비용이 상대적으로 적음
단점 : 링을 제어하기 위한 절차가 복잡하여 기본적인 지연이 발생. 단방향 전송이기 때문에 링에 결함 발생시 전체 네트워크를 마비.(이중링 구성을 통해서 방지). 새로운 호스트 추가를 위해서는 물리적으로 링을 절단하고, 호스트를 추가함.

5) Hybrid Topology
Star Wired Bus 구조

Star Wired Ring 구조

Clustered Star 구조

Tiered Star 구조

※ 통신장비는 분산된 지역간의 거리와 운영인력의 수 등 여러가지 사항을 고려하여 실제 사이트에 맞는 환경을 구성해야함.

3. Transmission Medium
1) LAN의 전송매체
Twisted Pair

동축 케이블 (Coaxial Cable)

광케이블 (Optical Fiber)

상호비교

2) 10Base2

특징

Topology
Lan 접속


3) 10Base5

4) 10BaseT

4. 매체 접근 제어 방식과 전송 기술
1) MAC 개요

2) MAC의 종류
CSMA/CD


Token Passing 방식


3) 전송 기술
Base Band 방식

Broad Band 방식

상호 비교


5. IEEE 802.3 (CSMA/CD)
1) CSMA/CD 개요

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