쉽게 배우는 데이터 통신과 컴퓨터 네트워크 연습문제 3장 풀이

1. 교환 시스템은 크게 두 가지 방식으로 구분된다. (①) 방식은 고정대역이 할당된 연결을 설정한 후에 데이터를 전송하는 방식이고, (②) 방식은 컴퓨터 네트워크 환경에서 데이터를 분할하여 전송하는 방식이다.
   ① 회선 교환, ② 패킷 교환

2. 데이터를 패키 교환으로 전송하는 네트워크는 두 가지 방식으로 나뉜다. (①) 방식은 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송하지만 송수신 호스트 사이에 가상 연결을 설정하므로 모든 패킷의 전달 경로가 같다. 반면, (②) 방식은 패킷의 경로 선택이 독립적이다.
   ① 가상 회선, ② 데이터 그램

3. LAN 환경에서 사용하는 버스형 구조에서 둘 이상의 호스트가 데이터를 동시에 전송하려고 하면 공유 버스에서 데이터 (①)이 발생할 수 있다. 하지만, 링형 구조에서는 (②)이라는 제어 프레임을 사용해 (①)이 발생하는 것을 원천적으로 차단한다.
   ① 충돌, ② 토큰

4. LAN 구성에서는 전송 호스트가 공유 버스를 이용한 브로드 캐스팅을 사용하기 때문에 (①)의 개념이 필요 없다. 그러나 (②)으로 연결된 WAN 환경에서는 전송기능과 더불어 (①)기능이 필수적으로 요구된다.
   ① 교환, ② 점대점

5. 라우팅 장비는 네트워크 내부에서 패킷 교환 기능을 수행하는데, 둘 이상의 서로 다른 네트워크를 연결하는 기능을 (①)이라 한다. 일반적으로 하위 3개 계층의 기능을 수행하는 장비는 (②)이다.
   ① 인터네트워킹, ② 라우터

6. 트랜스페런트 브리지는 초기에 라우팅 테이블 정보가 비어있으므로 ( )알고리즘을 사용해 입력된 프레임을 브리지의 모든 포트방향으로 전달한다. 물론 프레임이 들어온 방향으로는 전달하지 않는다.
   플러딩

7. 트랜스페런트 브리지는 동작과정에서 라우팅 정보를 새로 얻거나 수정할 수 있는데, 이는 (①) 알고리즘으로 가능하다. 이 알고리즘이 올바르게 작동하려면 네트워크가 비순환 구조로 설계되어야 하는데, 이를 위하여 (②) 알고리즘이 사용된다. (③) 브리지 방식은 프레임이 수신 호스트까지 도달하기 위한 라우팅 정보를 송신 호스트가 제공한다.
   ① 역방향 학습, ② 스패닝 트리, ③ 소스 라우팅

8. 자율 시스템은 다수의 라우터로 구성되며, 이들은 공통의 라우팅 프로토콜을 사용해 라우팅 정보를 교환한다. 자율 시스템 내부에서 사용하는 공통 프로토콜을 (①)이라 하고, 자율 시스템들 간에 사용하는 라우팅 프로토콜을 (②)이라 한다.
   ① 내부 라우팅 프로토콜, ② 외부 라우팅 프로토콜

9. 인터넷 환경에서 서비스 품질 문제를 다루는 (①)는 사용자에게 제공되는 네트워크 서비스를 등급에 따라 분류할 수 있다. 대표적인 (①) 매개 변수는 연결 설정지연, 전송률, 전송지연, 전송 오류율 등이다.
   ① QoS

10. 교환 시스템에 대한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.
    ① 교환 시스템은 데이터를 최종 목적지까지 올바르게 전달하도록 데이터를 중개하는 교환 기능을 제공한다.
    ② 연결형 서비스를 제공하는 회선 교환 방식은 음성 전화 서비스를 통해 발전했으며, 고정 대역폭의 전송률을 지원한다.
    ③ 비연결형 서비스를 제공하는 패킷 교환 방식은 가변 대역의 전송률을 지원하므로 네트워크 구조가 상대적으로 간단하다.
    ④ 회선 교환 방식에서는 데이터의 전송 경로가 연결 설정 과정에서 고정되므로 라우팅 등의 작업이 쉽다.
    ⑤ 회선 교환 방식에는 모든 패킷의 경로를 일정하게 유지시키는 가상 회선 방식과 데이터들이 각각의 경로로 전송되는 데이터그램 방식이 있다.
    -①, ②, ④
    -③ (수정) 비연결형 서비스를 제공하는 패킷 교환 방식은 가변 대역의 전송률을 지원하므로 네트워크 구조가 상대적으로 복잡하다.
    -⑤ (수정) 패킷 교환 방식에는 모든 패킷의 경로를 일정하게 유지시키는 가상 회선 방식과 데이터들이 각각의 경로로 전송되는 데이터그램 방식이 있다.

11. 패킷 교환 방식에 대한 설명으로 잘못된 것을 모두 고르시오.
    ① 송신 호스트는 전송할 데이터를 패킷이라는 일정 크기로 나누어 전송하며, 각 패킷은 개별 라우팅 과정을 거쳐 목적지에 도착한다.
    ② 여러 호스트에서 전송한 패킷이 전송 대역을 동적인 방식으로 공유하기 때문에 전송 선로의 이용 효율이 나빠진다는 단점이 있다.
    ③ 개별 연결 요청에 대하여 가변대역이 할당되므로 전송 대역이 부족하면 새로운 연결 설정요청을 수용하지 않을 수 있다.
    ④ 데이터 전송 작업이 패킷 단위로 이루어져 패팃에 우선순위를 부여하기 편하다.
    ⑤ 패킷을 전송하는 과정에서 회선 교환 방식보다 더 많이 지연될 수 있다.
    -②, ③
    -② (수정) 여러 호스트에서 전송한 패킷이 전송 대역을 동적인 방식으로 공유하기 때문에 전송 선로의 이용 효율이 극대화된다. (효율이 좋아짐)
    -③ (수정) 개별 연결 요청에 대하여 고정 대역 할당되므로 전송 대역이 부족하면 새로운 연결 설정요청을 수용하지 않을 수 있다.

12. 가상 회선 방식과 데이터그램 방식에 대한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.
    ① 가상 회선 방식은 연결형 서비스를 지원하기 위한 기능으로 하나의 연결을 통해 전송되는 패킷의 경로는 동일하다.
    ② 가상 회선 방식은 연결형 서비스를 지원하기 위한 기능으로 하나의 연결을 통해 전송되는 패킷의 경로는 동일하다.
    ③ 가상 회선 방식은 회선 교환 방식을 기반으로 하므로 데이터의 전송 단위는 패킷과 무관하다.
    ④ 데이터그램 방식은 패킷이 전달되기 전에 연결을 설정하는 과정이 없으므로, 경로를 미리 할당하지 않는다.
    ⑤ 데이터그램 방식에서 송신 호스트가 전송한 패킷은 보낸 순서와 무관하게 수신 호스트에 전달되므로 도착 순서가 바뀔 수 있다.
    -①, ②, ④, ⑤
    -③ (수정) 가상 회선 방식은 패킷 교환 방식을 기반으로 하므로 데이터의 전송 단위는 패킷 단위로 이루어지는 반면에 회선 교환 방식은 패킷 기능을 지원하지 않는다.

13. 프레임 릴레이에 대한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.
    ① 네트워크 프로토콜의 복잡한 오류 제어 기능에서 중복부분을 제거하면 패킷의 전송속도를 높일 수 있다. 이런 낭비 요소를 제거해 데이터의 전송 속도를 향상시키기 위한 노력의 일환으로 고안되었다.
    ② 동일한 속도의 전송 매체로 고속 데이터 전송을 지원할 수 있도록 고안된 기술이다.
    ③ 프레임 릴레이 방식은 비연결형 패킷 서비스를 지원한다.
    ④ 오류 복구나 흐름 제어 같은 기능은 수행하지 않으므로 데이터 링크 계층의 기능을 단순하게 설계할 수 있다.
    ⑤ 패킷 교환 방식이 종단 사용자에게 지원하는 전송률보다 낮은 전송률을 지원한다.
    -①, ②, ④
    -③ (수정) 프레임 릴레이 방식은 연결형 패킷 서비스를 지원한다.
    -⑤ (수정) 패킷 교환 방식이 종단 사용자에게 지원하는 전송률(64Kbps)보다 높은 전송률(2Mkps)을 지원한다.

14. LAN에 관한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.
    ① LAN은 WAN 환경보다 호스트 간의 간격이 가깝기 때문에 데이터를 브로드캐스팅 방식으로 전송한다.
    ② 버스형 구조에서는 전송 데이터가 모든 호스트에서 전송되므로 라우팅 기능이 필요하다.
    ③ 버스형 구조에서 둘 이상의 호스트에서 데이터를 동시에 전송하려고 하면 공유 버스에서 데이터 충돌이 발생할 수 있다.
    ④ 링형 구조에서는 특정 호스트에서 전송한 데이터가 반드시 링을 한 바퀴 돌아 송신 호스트로 되돌아온다.
    ⑤ 링형 구조에서는 토큰이라는 제어 프레임을 사용해 발생한 이후의 오류 복구를 진행한다.
    -①, ③, ④
    -② (수정) 버스형 구조에서는 전송 데이터가 모든 호스트에서 전송되므로 라우팅 기능이 필요없다.
    -⑤ (수정) 링형 구조에서는 토큰이라는 제어 프레임을 사용해 충돌이 발생하기 이전에 미리 차단한다.

15. 인터네트워킹 장비에 대한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.
    ① 두 개의 LAN을 연결하려면 중간에 있는 네트워크 장비가 데이터를 중개해야 한다.
    ② 리피터는 한쪽 단에서 들어온 비트 신호를 증폭하여 다른 쪽으로 전달하기 때문에 계층 1, 2의 기능을 한다.
    ③ 브리지는 한쪽 단에서 들어온 프레임의 MAC 계층 헤더를 다른 단의 MAC 계층 헤더로 변형해 전송할 수 있다.
    ④ 라우터는 여러 포트를 사용해 다수의 LAN을 연결하는 구조를 지원한다.
    ⑤ 라우터는 수신한 패킷을 해석해 적절한 경로로 전송하도록 경로를 배정하는 기능을 한다.
    -①, ③, ④, ⑤
    -② (수정) 리피터는 한쪽 단에서 들어온 비트 신호를 증폭하여 다른 쪽으로 전달하기 때문에 계층 1의 기능을 한다.

16. 트랜스페런트 브리지에 대한 설명으로 잘못된 것을 모두 고르시오.
    ① 트랜스페런트 브리지가 제대로 동작하려면 무엇보다 라우팅 테이블의 정보가 정확해야 한다.
    ② 초기에는 라우팅 테이블이 비어 있기 때문에 역방향 학습 알고리즘을 이용해 데이터 전송 방향을 결정한다.
    ③ 네트워크의 동작 과정에서 라우팅 정보를 얻는 방식을 역방향 학습 알고리즘이라 한다.
    ④ 네트워크가 순환 구조가 되면 역방향 학습 알고리즘이 오작동을 일으킬 수 있는데, 이를 방지하기 위하여 스패닝 트리 알고리즘이 사용된다.
    ⑤ 네트워크의 순환 구조를 없애려면 이중 경로가 존재하도록 네트워크를 설계해야 한다.
    -①, ②
    -① (수정) 트랜스패런트 브리지는 프레임에 라우팅 정보를 추가하지 않아도 동작한다.
    -② (수정)초기에는 라우팅 테이블이 비어 있기 때문에 플러딩 알고리즘을 통해 데이터 전송 방향을 결정한다.

17. 인터넷 라우팅 방식에 대한 설명으로 올바른 것을 모두 고르시오.
    ① 인터넷의 전체 구성과 현재 상태에 대한 정보를 활용하는데, 대표적인 라우팅 방식은 고정 경로 배정과 적응 경로 배정이다.
    ② 고정 경로 배정은 간단하고 효과적인 방법으로 송수신 호스트 사이에 고정된 경로를 배정한다. 따라서 네트워크 구성이 변경된 경우에만 라우팅 테이블 정보가 변경된다.
    ③ 네트워크나 라우터가 동작하지 않는 경우나 특정 위치에서 혼잡이 발생하는 경우에 고정 경로 배정 방식에서는 라우팅 테이블의 변경을 허용한다.
    ④ 경로를 결정하는 과정이 복잡해지면 이를 처리하는 라우터의 부담이 증가하는데, 인터넷과 같은 복잡한 망에서는 부담스러운 작업이다.
    ⑤ 인터넷에서 라우터의 역할은 수신된 IP 데이터그램을 적절한 경로로 전달하는 것이다.
    -①, ②, ④, ⑤
    -③ (수정) 네트워크나 라우터가 동작하지 않는 경우나 특정 위치에서 혼잡이 발생하는 경우에 적응 경로 배정 방식에서는 라우팅 테이블의 변경을 허용한다.

18. QoS 매개변수에 대한 설명으로 잘못된 것을 모두 고르시오.
    ① 연결 설정 지연시간은 연결 설정을 위한 request 프리미티브 발생과 confirm 프리미티브 도착 사이의 경과시간이다. 일반적으로 경과시간이 길수록 좋다.
    ② 전송률은 임의의 시간 구간에서 초당 전송할 수 있는 바이트 수이다.
    ③ 전송 지연은 송신 호스트가 전송한 데이터가 수신 호스트에 도착할 때까지 경과한 시간이다.
    ④ 전송 오류율은 임의의 시간 구간에서 전송된 총 데이터 수와 오류 발생 데이터 수의 비율이다.
    ⑤ 우선순위는 다른 연결보다 먼저 처리함을 의미한다. 형평성을 고려하여 우선순위가 높은 연결이 우선순위가 낮은 연결보다 나쁜 서비스를 제공받는다.
    -①, ⑤
    -① (수정)연결 설정 지연시간은 연결 설정을 위한 request 프리미티브 발생과 confirm 프리미티브 도착 사이의 경과시간이다. 일반적으로 경과시간이 짧을수록 좋다.
    -⑤ (수정)우선순위는 다른 연결보다 먼저 처리함을 의미한다. 형평성을 고려하여 우선순위가 높은 연결이 우선순위가 낮은 연결보다 좋은 서비스를 제공받는다.

19. 교환 시스템의 종류인 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식을 차이점 위주로 설명하시오.
    회선 교환: 고정대역으로 할당된 연결을 설정하여 데이터 전송을 시작한다. 따라서 회선에 할당된 고정 크기의 안정적인 전송률로 데이터를 전송할 수 있다.
    패킷 교환: 데이터를 미리 패킷 단위로 나누어 전송하므로 패킷을 기준으로 교환작업이 이루어진다. 패킷 교환 방식은 데이터 전송을 위한 전용 대역을 따로 할당하지 않기 때문에 가변 크기의 전송률을 지원한다.

20. 패킷 교환 시스템에서 제공하는 가상 회선 방식과 데이터그램 방식을 설명하시오.
    가상회선 방식: 연결형 서비스를 지원하기 위한 기능으로, 연결을 통해 전송되는 모든 패킷의 경로가 동일하다. 패킷 교환 방식을 기반으로 하므로 데이터의 전송 단위가 패킷 단위로 이루어지는 반면 회선 교환 방식은 패킷 기능을 지원하지 않는다.
    데이터그램 방식: 패킷 교환 방식에서 비연결형 서비스를 이용해 패킷을 독립적으로 전송하는 것. 데이터그램 방식은 패킷을 송신하기 전에 연결을 설정하는 과정이 없으므로, 미리 고정적인 경로를 할당하지 않는다. 따라서 전송되는 패킷들이 독립적인 경로로 전달된다.

21. 프레임 릴레이에서 전송 효율을 높이는 원리를 설명하시오.
    프레임 릴레이: 신뢰도가 높은 네트워크 환경을 고려해 전송 오류 제어 기능을 효율적으로 처리함으로써 고속 데이터 전송을 지원하는 기술.
    오류 제어, 흐름 제어 과정에서 응답 프레임의 전송 횟수를 줄여 데이터 프레임의 전송 효율을 높여준다.

22. 버스형과 링형의 구조를 설명하고, 충돌 문제를 해결하는 방안을 비교하시오.
    버스형: 공유 버스 하나에 여러 호스트를 직접 연결한다. 한 호스트가 전송한 데이터를 네트워크에 연결된 모든 호스트에 전송하는 브로드캐스팅 방식을 사용한다. 대표적인 버스형 연결 형태인 이더넷은 충돌이 발생하는 것을 허용하는 대신, 충돌 후에 문제를 해결하는 사후 해결 방식을 이용한다.
    링형: 전송 호스트의 연결이 순환 구조인 링 형태이다. 데이터가 시계나 반시계 방향으로 전송되어 한 바퀴 돌아 다시 송신 호스트로 되돌아오는 브로드캐스팅 방식을 사용한다. 일반적으로 링형에서는 토큰이라는 제어 프레임을 사용해 충돌 가능성을 사전에 차단한다.

23. 네트워크 연동을 위한 게이트웨이 역할을 설명하시오.
    서로 다른 두개 이상의 네트워크를 연결하기 위한 데이터를 중개하는 역할을 한다.네트워크 장비의 기능에 따라 (네트워크 장비의 네트워크 계층, 데이터 링크 계층, 물리 계층에 따라) 양쪽 LAN의 특성이 다를 수 있으며, 네트워크 장비 하나에 여러 종류의 LAN을 연결할 수도 있다. 네트워크 장비는 수행 기능에 따라 리피터, 브리지, 라우터로 구분된다.

24. 브리지의 역할을 헤더 정보를 중심으로 설명하시오.
    여러 LAN을 연결할 때 각 LAN에서 사용하는 MAC 계층은 다를 수 있다. 이 때 브리지는 송신하는 LAN의 MAC 계층의 헤더를 해석하고 제거한다. 그러면 브리지 최상위 계층에서는 수신하는 LAN 헤더까지 포함된 데이터만 남는다.

25. 트랜스페런트 브리지에서 데이터를 중개하는 방식을 설명하시오.
    브리지에 연결된 임의의 LAN으로부터 프레임이 도착했을 때, 송수신 호스트의 방향이 다르다면 데이터 중개를 한다.

26. 역방향 학습 알고리즘을 설명하고, 이 방식의 문제점과 해결방안을 제시하시오.
    역방향 알고리즘: 네트워크 동작 과정에서 라우팅 정보를 얻는 방식
    문제점: 네트워크에 이중 경로가 존재하면 잘못된 정보를 얻을 수 있다.
    해결방안: 이중 경로가 존재하지 않도록 네트워크를 설계해야한다. 네트워크의 설계 괴정에서 순환 구조가 불가피하게 만들어지면 네트워크의 논리적인 연결 상태를 비순환 형태로 간주함으로써, 역방향 학습 알고리즘이 올바르게 동작하도록 해야한다. 네트워크의 비순환 구조를 스패닝 트리라 하고, 이를 지원하는 알고리즘을 스패닝 트리 알고리즘이라 한다.

27. 인터넷 라우팅의 원리를 예를 들어 설명하시오.
    라우팅 테이블의 값은 목적지 네트워크의 주소와 해당 목적지에 도착하기 위한 경로에 있는 다음 라우터의 주소다. 각 네트워크 내부에 존재하는 호스트에도 다음과 같은 형태의 라우팅 테이블이 존재한다.

예를 들어, Net1 에 존재하는 호스트가 Net5에 존재하는 호스트에 데이터를 전송한다고 가정하자. 먼저 Net1에 존재하는 호스트의 라우팅 테이블에 목적지가 Net5인 데이터는 라우터 R1로 전송하라고 되어 있다면 해당 데이터는 R1으로 간다. 라우터 R1의 라우팅 테이블을 보면 Net5로 가는 데이터는 라우터 R6으로 중개하도록 되어 있으므로 데이터는 라우터 R6로 전달된다. 최종 경로는 R1->Net2->R6->Net5 순서다.

28. 자율 시스템이 연동하는 원리를 간단히 설명하시오.
    자율시스템은 다수의 라우터로 구성할 수 있으며. 라우터들은 서로 공통의 라우팅 프로토콜을 사용해 정보를 교환한다. 자율 시스템은 동일한 라우팅 특성에 의해 동작하는 논리적인 단일 구성체라 볼 수 있다.

29. 대표적인 QoS 매개변수를 나열하고, 각각을 설명하시오.
    자주 언급되는 QoS 매개변수는 다음과 같다.

• 연결 설정 지연: 연결 설정 지연은 연결 설정을 위한 request 프리미티브 발생과 confirm 프리미티브 도착 사이의 경과 시간이다. 일반적으로 경과 시간이 짧을수록 서비스 품질이 좋으며, 네트워크 혼잡도 등의 영향을 많이 받는다. 연결 해제 요구에도 동일한 기준을 적용할 수 있다.
• 연결 설정 실패 확률: 연결 설정 실패 확률은 임의의 최대 연결 설정 지연 시간을 기준으로 연결 설정이 이루어지지 않을 확률이다. 연결 해제 요구에도 동일한 기준을 적용할 수 있다.
• 전송률: 전송률은 임의의 시간 구간에서 초당 전송할 수 있는 바이트 수다. 전송률은 양방향 값이 다를 수 있으므로, 둘이 별개로 다루어져야 한다.
• 전송 지연: 전송 지연은 송신 호스트가 전송한 데이터가 수신 호스트에게 도착할 때까지 경과한 시간이다. 전송률 처럼 양방향이 따로 다루어진다.
• 전송 오류율: 전송 오류율은 임의의 시간 구간에서 전송된 총 데이터 수와 오류 발생 데이터 수의 비율이다.
• 우선순위: 우선순위는 다른 연결보다 우선 처리를 의미한다. 우선순위가 높은 연결이 우선순위가 낮은 연결보다 좋은 서비스를 제공받는다.