136. 네트워크 구축

네트워크(Network) 설치 구조

• 통신망(Communication Network)은 정보를 전달하기 위해서 통신 규약에 의해 연결한 통신 설비의 집합이다. 네트워크 설치 구조는 통신망을 구성하는 요소들을 공간적으로 배치하는 방법, 즉 장치들의 물리적 위치에 따라서 성형, 링형, 버스형, 계층형, 망형으로 나누어진다.

성형(Star, 중앙 집중형)

• 성형은 중앙에 중앙 컴퓨터가 있고, 이를 중심으로 단말장치들이 연결되는 중앙 집중식의 네트워크 구성 형태이다.
• 포인트 투 포인트(Point-to-Point) 방식으로 회선을 연결한다.
• 각 단말장치들은 중앙 컴퓨터를 통하여 데이터를 교환한다.
• 단말장치의 추가와 제거가 쉽다.
• 하나의 단말장치가 고장나더라도 다른 단말장치에는 영향을 주지 않지만, 중앙 컴퓨터가 고장나면 전체 통신망의 기능이 정지된다.
• 중앙 집중식이므로 교환 노드의 수가 가장 적다.
  

링형(Ring, 루프형)

• 링형은 컴퓨터와 단말장치들을 서로 이웃하는 것끼리 포인트 투 포인트(Point-to-Point) 방식으로 연결시킨 형태이다.
• 분산 및 집중 제어 모두 가능하다.
• 단말장치의 추가/제거 및 기밀 보호가 어렵다.
• 각 단말장치에서 전송 지연이 발생할 수 있다.
• 중계기의 수가 많아진다.
• 데이터는 단방향 또는 양방향으로 전송할 수 있으며, 단방향 링의 경우 컴퓨터, 단말장치, 통신 회선 중 어느 하나라도 고장나면 전체 통신망에 영향을 미친다.
  

버스형(Bus)

• 버스형은 한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말장치가 연결되어 있는 형태이다.
• 물리적 구조가 간단하고, 단말장치의 추가와 제거가 용이하다.
• 단말장치가 고장나더라도 통신망 전체에 영향을 주지 않기 때문에 신뢰성을 높일 수 있다.
• 기밀 보장이 어렵고, 통신 회선의 길이에 제한이 있다.
  

계층형(Tree, 분산형)

• 계층형은 중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말장치까지는 하나의 통신 회선으로 연결시키고, 이웃하는 단말장치는 일정 지역 내에 설치된 중간 단말장치로부터 다시 연결시키는 형태이다.
• 분산 처리 시스템을 구성하는 방식이다.
  

망형(Mesh)

• 망형은 모든 지점의 컴퓨터와 단말장치를 서로 연결한 형태로, 노드의 연결성이 높다.
• 많은 단말장치로부터 많은 양의 통신을 필요로 하는 경우에 유리하다.
• 보통 공중 데이터 통신망에서 사용되며, 통신 회선의 총 경로가 가장 길다.
• 통신 회선 장애 시 다른 경로를 통하여 데이터를 전송할 수 있다.
• 모든 노드를 망형으로 연결하려면 노드의 수가 n개일 때, n(n-1)/2개의 회선이
  필요하고 노드당 n-1개의 포트가 필요하다.

네트워크 분류

• 네트워크는 각 사이트들이 분포되어 있는 지리적 범위에 따라 LAN과 WAN으로 분 류된다.
• 근거리 통신망(LAN; Local Area Network)
  • 회사, 학교, 연구소 등에서 비교적 가까운 거리에 있는 컴퓨터, 프린터, 테이프 등과 같은 자원을 연결하여 구성한다.
  • 주로 자원 공유를 목적으로 사용한다.
  • 사이트 간의 거리가 짧아 데이터의 전송 속도가 빠르고, 에러 발생율이 낮다.
  • 근거리 통신망에서는 주로 버스형이나 링형 구조를 사용한다.
• 광대역 통신망(WAN; Wide Area Network)
  • 국가와 국가 혹은 대륙과 대륙 등과 같이 멀리 떨어진 사이트들을 연결하여 구성한다.
  • 사이트 간의 거리가 멀기 때문에 통신 속도가 느리고, 에러 발생률이 높다.
  • 일정한 지역에 있는 사이트들을 근거리 통신망으로 연결한 후 각 근거리 통신망을 연결하는 방식을 사용한다.

VLAN(Virtual Local Area Network)

• VLAN은 LAN의 물리적인 배치와 상관없이 논리적으로 분리하는 기술로, 접속된 장비들의 성능 및 보안성을 향상시킬 수 있습니다.

LAN의 표준안

IEEE 802의 주요 표준규격

• IEEE 802 위원회에서 지정한 LAN의 표준 규격은 다음과 같다.

표준 규격	내용
802.1	전체의 구성, OSI 참조 모델과의 관계, 통신망 관리 등에 관한 규약이다.
802.2	논리 링크 제어(LLC) 계층에 관한 규약이다.
802.3	CSMA/CD 방식의 매체 접근 제어 계층에 관한 규약이다.
802.4	토큰 버스 방식의 매체 접근 제어 계층에 관한 규약이다.
802.5	토큰 링 방식의 매체 접근 제어 계층에 관한 규약이다.
802.6	도시형 통신망(MAN)에 관한 규약이다.
802.9	종합 음성/데이터 네트워크에 관한 규약이다.
802.11	무선 LAN에 관한 규약이다.

802.11의 버전

• 802.11(초기 버전): 2.4GHz 대역 전파와 CSMA/CA 기술을 사용해 최고 2Mbps까지의 전송 속도를 지원한다.
• 802.11a: 5GHz 대역의 전파를 사용하며, OFDM 기술을 사용해 최고 54Mbps까지의 전송 속도를 지원한다.
• 802.11b: 802.11 초기 버전의 개선안으로 등장하였으며, 초기 버전의 대역 전파와 기술을 사용해 최고 11Mbps의 전송 속도로 기존에 비해 5배 이상 빠르게 개선되었다
• 802.11e: 802.11의 부가 기능 표준으로, QoS 기능이 지원되도록 하기 위해 매체 접근 제어(MAC) 계층에 해당하는 부분을 수정하였다.
• 802.11g: 2.4GHz 대역의 전파를 사용하지만 5GHz 대역의 전파를 사용하는 802.11a와 동일 한 최고 54Mbps까지의 전송 속도를 지원한다.
• 802.11i: 802.11의 보안 기능 표준으로 인증방식에 WPA/WPA2를 사용한다.
• 802.11n: 2.4GHz 대역과 5GHz 대역을 사용하는 규격으로, 최고 600Mbps까지의 전송 속도를 지원한다.

CSMA/CD / CSMA/CA

• CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)
  • CSMA/CD는 데이터 프레임 간의 충돌이 발생하는 것을 인정하고 이를 해소하기 위해 CSMA 방식에 충돌 검출 기능과 충돌 발생 시 재송신하는 기능을 부가했다.
  • CSMA/CD 방식은 통신 회선이 사용중이면 일정 시간 동안 대기하고 통신 회선 상에 데이터가 없을때에만 데이터를 송신하며, 송신중에도 전송로의 상태를 계속 감시한다.
• CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)
  • CSMA/CA는 무선랜에서 데이터 전송 시 매체가 비어있음을 확인한 뒤 충돌을 피하기 위해 일정한 시간을 기다린 후 데이터를 전송하는 방법입니다.
  • 회선을 사용하지 않는 경우에도 확인 신호를 전송하여 동시 전송에 의한 충돌을 예방합니다.