지극히 개인적인 이야기 :: 2장. 근거리 통신망 (LAN)

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2장. 근거리 통신망 (LAN)

먹고는 살아야지;;; 2008/11/30 03:46

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