21-4 통신망과 네트워크
아날로그와 디지털 신호
아날로그 (Analog)
자연 상태에서 나타나는 연속적인 값을 정보로 표현
ex) 전화(유선), FM 라디오
디지털 (digital)
0과 1의 조합으로 부호화된 신호로 정보를 표현
ex) 이동전화, IPTV
디지털 데이터 통신의 이점
- 정보의 손실이 적다.
- 통신 잡음에 대하여 강건성이 높음
- 신호 지연 및 손실에 대한 보완이 가능
- 자가 오류 정정이 가능한 기법 도입이 가능
- 매체를 다중화하여 대역폭 활용도를 높일 수 있다.
- 정보의 암호화가 용이하다.
데이터 전송 방식
1) 직렬 전송과 병렬 전송
2) 동기식 전송 (Synchronous Transmission)
- 타이밍 제어 신호와 데이터 신호를 동기화
- 고속 통신에 유리
3) 비동기식 전송 (Asynchronous Transmission)
- 하나의 통신선을 이용하여 제어 비트와 데이터 비트 전송
- 하드웨어 비용이 낮은 편
데이터 전송 방식의 분류
전송 방향에 따른 분류
1) 단방향 전송 (simplex)
- 한 방향으로만 데이터 전송이 가능
- 예) 방송, 키보드 입력, 화면 출력
2) 반이중 전송 (half duplex)
- 양방향 전송이 가능. 동시에는 전송할 수 없음
3) 전이중 전송 (full deplex)
회선 접속 방식에 따른 분류
점대점 방식 (Point-to-point configuration)
- 서로 다른 두 장치가 전용회선을 이용하여 연결
- 예) Bluetooth
다지점 방식 (Multipoint configuration)
- 하나의 통신 회선에 여러 개의 장치가 연결
- 예) 이더넷 (Ethernet)
망 구성 범위에 따른 분류
LAN (Local Area Network)
- 근거리 통신망
- 집, 사무실, PC방, 학교, 등 주로 단일한 네트워크로 구성
MAN (Metropolitan Area Network)
- 도시 지역 통신망
- 여러 Lan을 연결한 도시 하나 정도의 네트워크 단위
WAN (Wide Area Network)
- 광역 통신망
- 근거리 통신망을 벗어나는 경우 모두 WAN 영역으로 보는 견해
- MAN 은 LAN이 모여 이루어진 것이고, WAN은 MAN이 모여 이루어진 것이라는 견해
OSI 7계층
표준 프로토콜을 사용하여 다양한 시스템이 통신할 수 있도록 국제표준화기구 (OSI)에서 제정한 개념 모델
계층 1 Physical
- 매체 : Coaxial, UTP, Fiber OPtic, Radio, ...
- 예) 리피터(Repeater) : 동일 LAN 상에서 거리를 연장하거나 접속 시스템의 수를 증가시키기 위해 사용. 신호의 감쇄, 잡음 등에 의하여 원래의 신호가 훼손되는 것을 막기 위함.
계층 2 DataLink
- 링크 : 두개의 노드 사이에 신뢰성있는 정보의 전송이 가능한 링크를 만들어 주는 역할
- 예) 스위칭 허브(Switching Hub) : 연결 장치간 스위칭 역할을 수행. 하나의 LAN 을 여러 병렬회선 형태로 세그먼트화
- 예) 브릿지 (Bridge) : 복수의 LAN을 서로 연결하기 위하여 이용. 전체 네트워크의 노드 수 및 거리 확장
- 예) 이더넷 (Ethernet - IEEE 802.3) : 모든 장치는 고유의MAC 주소를 가짐. 데이터 전송에 있어 발생하는 충돌 (collision)을 감지하고 제어하는 기법을 정의
- 예) 와이파이 (Wi-Fi - IEEE 802.11) : 이더넷과 동일한 형태의 MAC 주소를 사용. 주로 2.4Ghz, 5Ghz 의 주파수를 가지는 무선 통신을 이용
이더넷의 다중 접근 제어
CSMA/CD (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection)
- 노드(또는 호스트)는 데이터 전송 이전에 회선이 사용 중인지 점검
- 회선이 사용 중이면 임의의 시간만큼 기다린 뒤 다시 시도
- 회선이 사용 중이 아님이 확인되며8ㄴ 데이터 전송 시작
- 데이터 전송 중 충돌이 검출되면 충돌 발생 사실을 모든 노드에게 통보
- 충돌이 발생하면 임의의 시간 동안 대기한 후 다시 시도
무선 랜의 다중 접근 제어
CSMA/CA (Carrier-Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
- RTS(Request To Send)와 CTS(Clear To Send)를 이용하여 어느 순간이든 허락된 한쌍의 노드들 사이에만 데이터 전송(메체 이용)이 이루어지도록 함
흐름 제어 (Flow control)
슬라이딩 윈도우 프로토콜 (Sliding Window)
- 송신측에서는 매 프레임에 순차 번호(Sequenece number)를 매김
- 순차번호 및 오류 검출 코드 등을 프레임에 표기하고 순서대로 전송
- 수신측에서는 매 프레임에 대한 응답 (ACK)프레임으로 회신
- 슬라이딩 윈도우 송신측에서 응답을 받지 않고도 연속하여 전송할 수 있는 프레임 개수에 대한 제한
오류 검출 (Error Detection)
페리티 비트 (Parity Bit)
체크섬 (Checksum)
프로토콜과 프로토콜 스택
프로토콜 (Protocol)
서로 다른 컴퓨터 사이에 데이터를 주고 받기 위한 약속
- 서로 다른 컴퓨터들은 이용하는 하드웨어, 데이터의 표현 등이 다를 수 있으므로 표준 프로토콜을 정하고, 서로 대화할 때 이 "규약"을 따를 필요가 있음
- 주소 지정, 데이터 흐름 제어, 연결 제어, 캡슐화, 다중화 등의 방식을 규정
프로토콜 스택 (Protocol Stack)
- 이메일 메시지에는 보낸 사람과 제목 등을 어덯게 포함할지
- 특정한 컴퓨터에 있는 특정한 이미지 파일을 지어할 때 어떻게 표현할지
- 같은 통신 회선에 연결된 여러 컴퓨터가 어떠헥 매체를 나누어 쓸지
- 컴퓨터를 포함한 통신 장비들을 어떤 케이블로 연결할지
인터넷 주소 체계
IP 주소는 네 바이트로 이루어져 있고, 각 바이트에 표현된 수 사이에 점을 찍어서 구분
CIDR (Classless Inter-Domain Routing)
주소지정 방법의 제한을 완화하면서도 효과적인 도메인간 라우팅이 가능하도록 하기 위하여 고안된 (IETF, 1993) 기법
CIDR 블록을 이용한 주소 표기법
- 네 부분으로 구성된 십진수 IP 주소, 슬래시(/)answk, 0 이상 32 이하의 정수로 구성
- 슬래시 뒤에 있는 숫자는 netmask에 상위 몇 비트를 이용하는지를 나타냄
포트 (PORT)
특정 프로그램(프로세스)이 네트워크를 통해 통신할 때 사용하는 가상의 접속 지점
필요성: 한 컴퓨터에(한개의 IP 주소)에 여러 프로그램이 동시에 네트워크 통신을 할 수 있는데, 각각을 구분해 주기 위해 사용 (= IP주소 내에서 어느 프로그램과 통신 할지 식별하는 번호)
gpt 설명
숫자 0부터 65535까지 존재 (총 65536개)
0~1023: 잘 알려진 포트(Well-known ports), 예를 들어 HTTP는 80번, HTTPS는 443번, FTP는 21번
1024~49151: 등록된 포트 (Registered ports)
49152~65535: 동적/사설 포트 (Dynamic/Private ports)
