지극히 개인적인 이야기 :: 1장. 네트워크 감잡기

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1장. 네트워크 감잡기

먹고는 살아야지;;; 2008/11/29 22:37

정보통신
시간과 공간의 제약을 넘어서 정보처리와 정보유통이 가능하도록 하는 하나의 유기적인 시스템을 의미
컴퓨터 네트워크
여러대의 컴퓨터와 터미널이 하나이상의 전송선로에 의하여 서로 연결된 망
통신 프로토콜
신속, 정확, 경제적으로 통신하기위한 제반 규칙들의 집합체
변조
바이너리 데이터를 혼합하여 반송파의 진폭, 주파수, 위상을 적당히 바꾸어 데이터를 싣는 과정

1. 통신의 정의와 네트워크의 필요성
1) 정보통신의 정의
정보통신이랑 정보를 유통하고 공유함으로써 가치를 한층 더 높이는 것
시간과 공간의 제약을 넘어서 정보처리 및 정보 유통을 가능하게 하는 유기적인 시스템

정보의 시간적 이동
주체가 컴퓨터가 되고 주로 컴퓨터에 정보를 입력해서 저장, 수정, 검색하는 역할.

정보의 공간적 이동
주체가 통신망이 되고, 통신망을 통해서 정보를 유통할 뿐만아니라 필요한 정보를 공유할 수 있는 환경 제공.

Carrier반송파
정보를 멀리 보내기 위해서는 carrier라는 반송파를 이용.

정보통신이란 시간과 공간의 제약을 넘어서 정보처리 및 정보유통이 가능하게 하는 유기적인 시스템으로 정보의 공간이동 시 정보 자체에 에너지가 없기 때문에, 반송파의 힘을 빌어야 함.

코덱과 모뎀
인코딩 : 디지털 캐리어에 정보를 싣는 과정
변조 : 아날로그 캐리어에 정보를 싣는 과정
코덱 : 디지털 캐리어의 정보를 실행하는 디지털 통신에 사용하는 장비
※ 아날로그 망에서 정보를 전달하기 위해서는 모뎀(modem)이라는 변복조 장치가 필요.

2) 정보통신의 변화
데이터의 변화

최근 정보의 동향
통신망의 투명성 : 데이터 처리와 데이터 통신간의 근본적인 차이점이 없어짐.
미디어의 투명성 : 데이터, 음성 및 비디오 통신간의 기본적인 차이점이 없어짐.
거리의 투명성 : LAN, WAN, MAN 간의 구분이 불명확함.

3) 정보통신으로의 통합
전화를 중심으로한 전기 통신과 라디오, TV등을 중심으로 한 방송 기술이 이제 디지털화 되어 정보통신으로 통합.

4) 네트워크의 필요성

통신선로를 공유하여 여러 호스트와 통신하는 방법은 없을까라는 물음에서 네트워크의 필요성은 출발하여 통신의 공통선로를 구성하고, 통신 달말들간의 스위칭 기능(라우팅)이 필요해지면서 네트워크 개념이 등장함.

2. 네트워크 구성요소 및 Access
1) 네트워크의 정의 및 목적
네트워크 정의
여러대의 컴퓨터와 터미널이 하나 이상의 전송로에 의하여 서로 연결된 망

네트워크의 목적
사용자 측면 : 신속, 정확, 경제성

네트워크 제공자 측면 : 사용자의 요구를 만족시키면서 단위 시간당 최대의 처리량을 보장

2) 네트워크의 구성요소
교환기, 라우터
목적지가 다르더라도 선로 이용을 공동으로 하기 위해 필요한 기능(routing)이 필요, 이러한 역할을 하는 것이 교환기 나 라우터임.
※ 교환기는 연결접속 지향형방식이며, 라우터는 비연결 접속지향형방식

증폭기
중계기는 전송로상의 잡음 및 신호의 감쇄를 극복하기 위한 요소. 신호가 전송로를 통해서 전송되면 모든 신호는 거리가 멀어짐에 따라 두가지의 잡음이 생기게 된다.
※ 감쇄 : 신호가 작아지는 현상으로 증폭(reshaping). 왜곡 : 신호가 변질되는 현상으로 재생 (regenerating)

공용선로(다중화 선로)
실질적인 데이터 전송을 무리적으로 실현하는 기능을 하는 것이 공용 선로. 일반적으로 통신 선로는 이런 교환기나 중계기를 사옿 연동시켜 다중화 기능이 포함되어 있는 다중화 선로라고 볼 수가 잇고, 실제적으로 패킷이 전송하고자 하는 선로가 결정이 되면 포워딩을 하기 위해 사용되는 것이 바로 공용선로.

3) 네트워크의 Access 요소
네트워크를 Access 하기 위한 요소

물리적 인터페이스
전송 단말이 network 에 물리적으로 접속할 수 있는 수단. 물리적으로 네트워크에 먼저 접속할 수 있는 수단 필요. 망 종단 장치(DTE:Data Terminal Equipment), 망 접속장치(DCE:Data Circuit Equipment).
모뎀, DSU(Digital Service Unit, 조속 디지털 네트워크 접속), CSU(Channel Service Unit, 고속 디지털 네트워크 접속), Transceiver(근거리 통신망 접속), 안테나(이동통신, 무선통신, 위성통신에 주로 사용)

네트워크 주소
해당 network의 가입자 들을 서로 식별할 수 있는 수단 필요. 전화망에서는 전화번호를 사용하며, 인터넷 망에서는 4바이트로 구성된 IP어드레스를 이용. 근거리 통신망에서는 6바이트로 구성된 MAC어드레스를 사용하여 특정 장치를 찾는데 사용함.

네트워크 접속 프로토콜
전송 단말간에 똑같은 규약을 가지고 통신하기 위한 protocol 필요. 네트워크를 통한 자원 공유의 투명성을 제공하고, 네트워크를 통한 논리적인 접근이 가능하도록 하는 통신 규약.
CSMA/CD, CDMA 와 같은 표준이 존재함.

네트워크의 목적
주변기기, 분산 데이터, application 등의 자원 공유가 가능.
적절한 부하분산 및 faults tolerant 보장이 용이
유연한 작업 환경을 통한 사무 생산성 향상

4) 통신 프로토콜
통신 프로토콜의 정의
네트워크를 통해 정보를 신속, 정확, 효과적으로 주고 받기 위한 규약의 집합.
통신을 잘하기 위한 고려사항을 살펴보면 여러가지 입장에 따라서 고려해야할 내용들이 서로 다른 것을 알 수 있음.

5) 프로토콜의 구성요소

경로제어 : 신속, 연결지향(connection oriented), 비연결제어(connectionless), multiple access
주소기법 : 신속하기보다는 정확하게 통신하기 위한 방식.
에러제어 : 신속하기 보다는 정확하게 통신. 에러검출 방식과 에러교정 방식 존재.
흐름제어 : 얼마만큼 신속하게 통신하느냐가 목적.
순서제어 : 정확하게 통신ㅅ하기 위한 방식의 한가지.
동기제어 : 통신 상대 상호간 동기제어
다중화 방식 : 여러 사용자의 데이터를 하나의 선로를 통해 전송하고 분리함.

3. 네트워크의 종류
1) 교환관점의 분류

회선교환망
전화망에서 많이 사용하는 방식으로 전송 채널을 사용시간 만큼 할당.
전송채널을 점유하기 때문에 전송지연이 발생하지 않지만, 많은 시간의 idle time 이 발생하여 효율은 낮음

특징 : 논리 채널 요구에 따라 할당. 할당된 회선을 통신 종료시까지 점유. 시간에 의한 과금. 전송효율은 낮음
논리채널 할당방식 :

FDM(Frequency Division Multiplex) 전송 채널을 주파수 영역별로 사용자에게 할당
TDM(Time Divistion Multiplex) 전송 채널을 일정시간(timeslot)으로 나누어 사용자에게 순차적으로 할당

회선교환방식의 예 : 중간 회선을 서로 공유해서 사용하되 보라색 회선의 장비들과 빨간색 회선의 장비들간에 전송 채널을 서로 할당 방식에 따라 사용함으로써 지정 대역내에서 데이터를 전송함.

패킷교환망
특징 : 전송 채널을 공유 (데이터를 패킷화). 사용량에 의한 과금체제. 전송 효율은 높지만, 전송지연 발생.

연결형 패킷교환 서비스 : 미리 경로를 설정하고 경로를 따라서 순서적으로 패킷을 교환
비연결형 패킷교환 서비스 : 서로간의 경로를 설정하지 않고 그때마다 경로를 설정하는 방식

Multiple Access (다원 접속)
교환기가 없이 방송(broadcast)형태로 교환을 수행하는 방식
데이터를 수신하는 측에서 데이터를 구분해서 받아들이는 방식으로, collision 이 발생하면 정상적인 수신이 불가능함.

LAN에서 사용하는 MA 방식
경쟁방식(Contention)
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection) : 동시에 두개의 호스트에서 전송이 불가능하고 만약 동시에 전송하면 collision 발생. collision 이 발생하면 random 한 시간을 서로 기다린 후 다시 channel 을 확보하기 위해서 경쟁함. 전송 시기의 예측이 충돌의 확률에 의존적. 데이터가 있는 호스트만을 경쟁에 참여함으로 전송 채널을 효과적으로 이용할 수 잇으나 충돌로 인하여 전송 지연 발생 가능.

순차방식(Round Robin)
Token Passing : 순차적으로 네트워크 내의 호스트에게 전송 권한이 주어지는 방법. 경쟁 불필요. 전송 시기가 어느정도 예측이 가능하나 전송 데이터가 없는 호스트에게도 계속 전송 권한이 주어지게 되어 전송 효율 저하.

예약방식(Reservation)
DQDB(Distributed Queue Dual Bus) : 전송 slot 을 예약하는 방식. 경쟁 방식과 순차 방식의 단점을 보완하는 방식.

이동통신의 MA 방식
FDMA : Frequency Division Multiple Access
TDMA : Time Division Multiple Access
CDMA : Code Division Multiple Access. 하나의 주파수 대역을 시분할하여 여기에 다시 코드 분할 기법을 추가한 것임.

2) 거리관점에서의 분류