[리눅스] 네트워크 총정리 1편

리눅스 학습에 들어가기 전에 네트워크관리사를 취득하면서 공부했던 것들의 복습이 필요하다고 느껴져 글을 업로드한다. 주요 용어들을 간략하게 정리해볼 생각이다.

1. 네트워크 개요

• 정보통신
  정보처리기술 + 정보전송기능을 의미

• 정보통신 3요소
  정보원, 전송매체, 정보처리원

• 정보통신 시스템 구성요소
  1) 데이터 전송계 : 단말장치, 데이터전송회선(신호변환장치, 통신회선), 통신제어장치
  2) 데이터 처리계 : 컴퓨터

• 단말장치
  통신회선 양끝에서 전송로 적합한 신호로 변환

• 통신회선
  기기간 접속하는 통신로

• 통신제어장치
  전송계와 처리계 사이의 제어, 데이터 변형

2. 전송회선

• 전송선로
  1) 유선 : 나선/꼬임선, 동축케이블, 광섬유케이블
  2) 무선 : 지상마이크로파, 위성마이크로파, 라디오파

• 전송회선
  1) 디지털 회선 : 0과 1의 신호를 전송
  2) 아날로그 회선 : 연속적인 신호 전송

• 전송방식
  1) 단방향 : 한 쪽이 송신이나 수신만 가능 ex) 라디오, TV
  2) 반이중 : 동시는 아니지만 양방향 송수신 가능 ex) 무전기, FAX
  3) 전이중 : 동시에 양방향 송수신 ex) 전화

• 통신속도
  1) BPS : 1초당 전송 비트수
  2) BAUD : 1초당 신호 변화횟수 (펄스)

• 샤논의 정리
  통신용량에 대한 정리, B x log2 x (1+S/N)
  ( B : 대역폭, S : 신호전력, N : 잡음 )

3. 정보전송방식

• 회선 접속방식에 따른 분류
  1) 점대점 : 두 장치간 전송매체가 직접 연결
  2) 멀티포인트 : 하나의 회선에 여러 단말기 연결

• 회선제어절차
  회선접속(물리) - 데이터링크(논리) - 메시지전송 - 데이터링크해제 - 회선접속해제

• 직렬,병렬 전송방식
  1) 직렬전송 : 비트들이 하나의 전송선으로 순서적 전송 ex) 데이터 통신
  2) 병렬전송 : 비트들이 여러개의 전송선으로 동시 전송 ex) 컴퓨터와 주변장치

• 동기/비동기 전송방식
  1) 동기식전송 : 정해진 블록단위 전송
  2) 비동기식전송 : 한번에 한글자씩 데이터전송

• 데이터 전송방식
  1) 기저대역전송 : 출력신호를 변조하지 않고 그대로 전송 ex) Rz,NRZ,Bipolar
  2) 광대역전송 : 변조를 진행한 후, 하나의 매체에 여러 채널 데이터를 동시전송 ex) B-ISDN, 케이블TV

• 신호변환 전송방식
  1) 아날로그 변조 : 아날로그 데이터 ➔ 아날로그 회선 ex) AM, FM, PM
  2) PCM : 아날로그 데이터 ➔ 디지털 신호
  3) 디지털 변조 : 디지털 데이터 ➔ 아날로그 신호 ex) ASK, FSK, PSK, QAM

• 다중화기
  1) 다중화기 : 하나의 통신회선으로 여러개의 기기가 컴퓨터에 접속하여 신호전송하고, 이를 수신측에서 다시 신호로 분리해주는 기기
  2) 주파수분할 다중화방식 (FDM) : 하나의 주파수대역을 여러개의 대역폭으로 나누어 서로 다른 반송파를 실어 동시전송
  3) 시분할 다중화방식 (TDM) : 시간을 나누어 각 시간대에 다른 신호를 전송 (동기식의 경우 전송하지 않아도 타임슬롯할당, 비동기식의 경우 전송하는 경우만 할당)
  4) 역다중화기 : 하나의 통신 회선으로 전송받은 것을 두 개의 낮은속도의 회선으로 변환
  5) 집중화기 : 여러개의 채널을 소수회선으로 공유

4. 전송에러

• 에러종류
  1) 감쇠 : 매체통과하면서 신호가 약해짐 (아날로그는 증폭기, 디지털은 리피터로 해결)
  2) 지연왜곡 : 주파수에 따라 속도가 달라 생기는 신호손상
  3) 잡음 : 열잡음 (온도에 의한 잡음), 충격잡음 (순간적인 높은 진폭의 잡음), 누화잡음(전자기적 유도작용에 의한 잡음), 상호변조잡음(주파수의 신호차이로 인한 잡음)
  4) 에코 : 임피던스 변화로 인해 신호가 송신측으로 돌아오는 것
  5) 위상지터 : 연속적인 위상변화로 위상 편차가 커지는 것

• 전송에러제어
  1) 반복전송 : 송신측에서 2번이상 연속전송, 수신된 데이터를 비교하여 오류확인
  2) 궤환전송 : 수신측의 데이터를 송신쪽으로 되돌려보낸 뒤 원본과 비교
  3) 전진오류수정 (FEC) : 오류검출 코드를 함께 전송하고 오류발생시 자체수정
  4) 후진오류수정 (BEC) : 데이터전송중 오류 발생시 재전송하는 방식

• ARQ, ACK, NAK
  1) ARQ : 자동반복요청, 에러가 발생한 경우 재전송
  2) ACK : 응답을 위해 컴퓨터 사이를 지나가는 신호
  3) NAK : 통신제어신호, 수신 중 에러가 있는지 확인한다.

• ARQ 종류
  1) 정지-대기 ARQ : 송신측에서 하나의 블록 전송후 응답을 기다리는 방식
  2) 연속적 ARQ (GO-BACK N ARQ) : 여러 블록 전송 후 수신측에서 NAK를 받으면 에러 이후의 모든 데이터 재전송
  3) 연속적 ARQ (선택적 재전송 ARQ) : 여러블록 전송 후 수신측에서 NAK를 받으면 에러가 발생한 블록만 선택하여 재전송
  4) 적응적 ARQ : 블록의 길이를 동적으로 변경하여 전송효율을 높이는 방식

• 에러검출방식
  1) 패리티검사 : 전송되는 문자마다 1개의 패리티 비트를 추가하여 오류검출
  2) 순환중복검사 (CRC) : 블록마다 검사용 코드를 부가시켜 전송
  3) 해밍코드 : 자기정정부호로 에러를 검출하여 교정할수있게하는 코드

5. 프로토콜

• 프로토콜-
  1) 프로토콜 : 컴퓨터 사이의 데이터 송수신을 위한 통신규칙
  2) 프로토콜 기능 : 단편화(전송블록을 같은 크기로 나누어 전송), 재합성(단편화된 것을 수신측에서 복원), 캡슐화(데이터에 제어정보추가하여 용도에 맞게함), 흐름제어(수신측의 처리능력에 맞게 조정), 에러제어(오류정정), 순서제어(송신 순서대로 수신측에 전달), 연결제어(), 주소지정(수신측의 주소를 정확히 지정), 동기화(기기간의 상태를 일치), 다중화 (하나의 통신로를 여러명이 사용)
  3) 프로토콜 요소 : 구문, 의미, 타이밍

• 프로토콜 전송방식
  1) 문자방식 : 데이터의 처음과 끝에 전송제어문자를 포함하여 전송
  2) 바이트방식 : 데이터의 헤더에 제어정보를 포함하여 전송 ex) DDCM 프로토콜
  3) 비트방식 : 데이터의 처음과 끝에 플래그 비트를 포함하여 전송 ex) HDLC,SDLC,ADCCP,X.25프로토콜

• 국제 표준화 기구
  1) ITU(국제전기통신연합) : 무선통신,전기통신 표준화
  2) EIA(전자공업협회) : 단말기와 모뎀간의 인터페이스 표준화
  3) ISO(국제표준화기구) : 기계공학부분 표준화
  4) IEEE(전기전자기술자협회) : LAN의 표준화

• OSI 7계층
  1) 물리계층 : 전기, 기계적인 특성의 데이터 전송 ex) RS-232C,X.21,V.21
  2) 데이터링크계층 : 주변 장치간의 신뢰성있는 데이터 전송, 데이터단위는 프레임 ex) HDLC, LAPB, PAPD
  3) 네트워크계층 : 중계 노드를 거칠 때의 중계방법 규정, 데이터단위는 패킷 ex) IP,X.25
  4) 전송계층 : 끝단 사이의 신뢰성있는 데이터 전송, 데이터단위는 세그먼트 ex) TCP,UDP
  5) 세션계층 : 기기 간의 상호작용, 동기화, 메시지
  6) 표현계층 : 데이터를 표현하는 것에 대한 결정
  7) 응용계층 : 사용자가 사용하는 인터페이스 ex) HTTP, FTP, SMTP

6. 통신망

• 통신망
  둘 이상 지점간의 정보전달을 위한 체계 (신호변환, 전송수단등의 요소로 이루어짐)

• 토폴로지
  네트워크가 배열되어 있는 형태

• 토폴로지 종류
  1) 트리형 : 하나의 노드에 여러 노드가 트리형으로 연결
  2) 링형 : 노드들이 원의 형태로 연결, 양쪽에서 접근 가능
  3) 스타형 : 중앙의 호스트 컴퓨터를 중심으로 연결
  4) 망형 : 모든 기기들을 연결한 구조
  5) 버스형 : 하나의 회선에 여러 기기를 연결

• 교환망
  통신회선의 중간에서 노드들이 데이터를 원하는 곳으로 전송하는 것

• 교환망 종류
  1) 회선 교환망 : 데이터 교환이 아닌 회선 자체를 교환 ex) 시분할 교환, 공간분할 교환
  2) 메시지 교환망 : 데이터를 메시지 단위로 교환
  3) 패킷 교환망 : 메시지를 패킷단위로 교환 ex) 가상회선, 데이터그램

• 가상회선
  패킷 전송전에 기기간의 논리적 가상회선이 만들어져 패킷이 순차적으로 전송

• 데이터그램
  특정 경로 없이 노드들의 트래픽을 고려하여 전송

• LAN
  근거리 통신망, 기기사이의 통신을 실행

• LAN 통신장비
  1) 브리지 : 같은 LAN 프로토콜을 가진 LAN을 연결 (물리,데이터링크계층 연결)
  2) 라우터 : 네트워크 연결하는 장치, 최적의 경로를 설정
  3) 허브 : 가까운 거리의 컴퓨터를 연결
  4) 리피터 : 감쇠된 신호를 증폭
  5) 스위치 : 패킷이 전달될 경로를 제공
  6) 게이트웨이 : 다른 프로토콜 구조를 가진 네트워크 연결

• CSMA/CD
  1) 데이터 충돌을 막기위한 방법
  2) 전송도중 충돌이 감지되면 전송 멈추고 잼신호 전송
  3) 일정시간이 흐른 후 재전송

• 토큰패싱
  1) 토큰이라는 제어비트를 송신, 토큰을 확보해서 통신
  2) 제어신호가 노드를 순차적으로 다니면서 데이터를 전송
  3) 토큰링 : 노드사이의 링을 따라 토큰이 전송
  4) 토큰버스 : 버스형 토폴로지 이용, 데이터전송에 참여하는 스테이션은 링을 구성

• LAN 표준
  1) IEEE 802.2 : LLC
  2) IEEE 802.3 : CSMA/CD방식
  3) IEEE 802.4 : TOKEN버스 방식
  4) IEEE 802.5 : TOKEN링 방식
  5) IEEE 802.11b : 무선랜