[BASIC] 네트워크2

✍ 네트워크 통신

• 통신방식

  • 다른 컴퓨터에 데이터 전송 서비스를 제공하는 컴퓨터 : 서버
    서버에서 보내주는 데이터 서비스를 수신하는 컴퓨터 : 클라이언트

  • 서버는 클라이언트(사용자)한테 요청 받아 서비스를 제공하는데, 이렇게 구성된 시스템을 클라이언트/서버 시스템

LAN에서 통신하는 방식

• 유니캐스트
  가장 많이 사용하는 통신 방식
  수신지 주소(MAC 주소)를 적어 특정 컴퓨터에만 전송

• 브로드캐스트
  영역 안에 있는 모든 컴퓨터에 한 번에 다 전송

• 멀티캐스트
  유니캐스트와 브로드캐스트의 장점을 결합
  특정 그룹 컴퓨터에만 한 번에 데이터를 전송
  그룹 이외의 컴퓨터에는 영향을 주지 않는다

유니캐스트(Unicast)

• 네트워크에서 가장 많이 사용

• 서버와 클라이언트 간의 일대일(1:1) 통신 방식

• 통신하려면 전송되는 프레임 안에 항상 MAC 주소가 있어야 하고 자신의 LAN 카드 MAC 주소와 수신지 MAC 주소가 동일하다면 전송된 데이터를 수신, 아니면 해당 프레임은 버린다

브로드캐스트

• 로컬 LAN(라우터로 구분된 공간)에 있는 모든 네트워크 단말기에 데이터를 보내는 방식

• 서버와 클라이언트 간에 일대모두(1:모두)로 통신하는 데이터 전송 서비스

• 브로드캐스트의 주소는 FF-FF-FF-FF-FF-FF로 미리 정해져 있다

• 다른 라우터를 찾거나, 라우터끼리 데이터를 교환하거나, 서버가 서비스를 제공하려고 모든 클라이언트에게 알릴 때 등 여러 상황에서 사용 가능

• 불특정다수에게 전송되는 서비스라 수신을 원치 않는 클라이언트도 수신하게 되므로 네트워크 성능 저하 유발 가능

멀티캐스트

• 브로드캐스트는 데이터를 무조건 CPU로 전송하기 때문에 컴퓨터 자체의 성능을 떨어뜨림
  👉 멀티캐스트는 이 문제를 가장 쉽게 해결 가능

• 멀티캐스트는 전송하려는 특정 그룹에게만 한 번에 전송할 수 있기 때문에 유니캐스트처럼 반복해서 보낼 필요 X

• 브로드캐스트처럼 전송받을 필요가 없는 컴퓨터에 보내지 않아도 됨

✍ 전송 방향에 따른 통신 방식

• 통신 : 떨어져 있는 두 지점 간에 정보를 전송하는 것

• 두 장치 간에 데이터를 전송 시 데이터 전송 방향에 따라 단방향 simplex 통신과 양방향 duplex 통신

• 양방향 통신은 정보를 주고받는 시점에 따라 다시 반이중 half-duplex 통신과 전이중 full-duplex 통신

단방향(Simplex) 통신

• 송신 측과 수신 측이 미리 고정되어 있고, 통신 채널을 통해 접속된 단말기 두 대 사이에서 데이터가 한쪽 방향으로만 전송되는 통신 방식

• 단방향 통신에서 전기적으로 신호를 보내려면 송신 측과 수신 측을 연결하는 회로를 구성해야 하므로, 비록 단방향 전송일지라도 전송로는 두 개가 필요

• 대표적인 단방향 통신 👉 예전에 많이 사용하던 무선 호출기나 라디오, 아날로그 TV 방송, 모니터, 키보드 등

양방향(Duplex) 통신

• 통신 채널을 통해 접속된 두 대의 단말기 사이에서 데이터의 송수신이 모두 가능한 방식

• 데이터의 송수신을 한 번씩 번갈아 가면서 할 수 있는 반이중 통신과 송수신을 동시에 할 수 있는 전이중 통신으로 구분

• 반이중(Half-Duplex) 통신

  • 통신 채널에 접속된 두 대의 단말기 중 어느 한쪽이 데이터를 송신하면 상대방은 수신만 할 수 있는 통신 방식

  • 송신 측과 수신 측이 정해져 있지 않으며, 양쪽 단말기의 상호 협력에 따라 송수신 방향 변경

    ex) 휴대용 무전기와 모뎀을 이용한 데이터 통신

• 전이중(Full-Duplex) 통신

  • 통신 채널에 접속된 단말기 두 대가 동시에 데이터를 송수신할 수 있는 통신 방식

  • 전이중 통신은 통신 채널 두 개를 이용하여 한 번에 데이터 송수신 가능

✍ 직렬 전송과 병렬 전송

• 데이터 전송
  : 2진 데이터를 전압이나 전류의 변화로 표현한 신호에 실어 보내는 것

• 데이터 비트를 전송하는 방법에 따라 직렬 전송과 병렬 전송

직렬 전송

• 하나의 정보를 나타내는 각 데이터 비트를 직렬로 나열한 후 하나의 통신회선을 사용하여 순차적으로 1비트씩 송신하는 방식

• 하나의 통신회선을 사용하기 때문에 송신 측에서는 데이터를 1비트씩 송신하고, 수신 측에서는 수신되는 비트를 일정한 단위로 모아서 사용

• 병렬 전송에 비해 데이터 전송속도가 느린 반면, 원거리 데이터 전송에서는 통신회선이 한 개만 필요하므로 경제적

• 동기화(Synchronization)
  송신 측에서 전송한 데이터의 각 비트를 수신 측에서 정확하게 수신 하는 것
  ex) 일정한 시간 간격으로 정보를 전송하는 파일 업로드, 파일 다운로드

  • 두 시스템 간에 컴퓨터의 속도 차이(클록 오차)가 있기 때문에 송신 비트 시간 간격(TS)과 수신 비트 시간 간격(TR)이 정확하게 일치하지 않아 동기화 필요

  • 동기식 전송은 미리 정해진 수만큼 문자열을 한 묶음으로 만들어 일시에 전송하는 방법

  • 비트와 데이터 간에 간격 없이 차례대로 비트를 전송하기 때문에 데이터는 끊어지지 않는 0과 1의 문자열로 전송

  • 수신 측은 차례대로 문자열을 수신한 후 문자나 바이트로 분리해서 의미 있는 데이터로 재구성

• 비트 지향 동기화 기법 ★★★★

  • 비트 단위로 동기화

  • 데이터의 시작과 끝을 알리는 시작 플래그(Start Flag)로 시작해서 종료 플래그(Stop Flag)로 끝남

  • 플래그 등의 패턴을 구별하려고 ‘0’비트를 삽입(Stuffing)

  • 플래그 패턴이 ‘0111110’이라고 가정했을 때 송신 측에서 데이터의 연속된 1 다섯 개 뒤에 0을 삽입하여 전송하면(01111100), 수신 측에서는 수신된 데이터의 연속된 1 다섯 개 뒤에 있는 0을 제거(0111110)

데이터 블록에 실제 데이터 저장

• 문자 지향 동기화 기법 ★★★★

  • 문자 단위로 동기화

  • 모든 데이터의 단위를 문자 단위로 처리함으로써 동기화에 필요한 데이터까지 문자로 표현

  • 문자 지향 동기화 기법에서 사용하는 동기 문자에는 SYN, 문장의 시작을 알리는 STX(Start–of–TeXt), 문장의 끝을 알리는 ETX(End-of-TeXt) 등 존재

• 비동기식 전송
  긴 데이터 비트열을 연속으로 전송하는 대신 한 번에 한 문자씩 전송함으로써 수신기가 새로운 문자의 시작점에서 재동기하도록 하는 것
  ex) 사용자가 메신저에 키보드로 입력한 정보를 전송하는 경우

  • 전송하려는 정보가 불규칙하게 발생할 때 주로 사용

  • 시작 비트(Start Bit) : 맨 앞에서 한 문자의 시작을 표시
    보통 1비트를 사용

  • 정지 비트(Stop Bit) : 맨 뒤에는 한 문자의 종료를 표시
    1~2비트 정도를 사용

  • 전송하는 문자는 시작 비트 바로 뒤에 오는데, 문자의 종류에 따라 5~8 비트의 길이

  • 문자 비트열 뒤에는 패리티 비트(Parity Bit)가 뒤따르며, 2진수 1의 개수는 패리티 비트를 포함하여 홀수 또는 짝수의 값을 갖는다

  • 비동기식 전송은 하나의 문자를 전송한 후 휴지 상태(Idle)에 들어가는데, 이 시간이 바로 동기화되는 시간

  • 문자를 전송하지 않을 때 송수신 측 👉 휴지 상태
    송신기는 다음 문자를 보낼 준비가 될 때까지 정지비트를 계속 전송(11111111)

  • 문자들을 연속적으로 보낸다면 문자 간의 시간 간격은 일정하고, 길이는 정지 비트와 같음

동시다발적으로 여러 작업을 한 번에 진행 가능

★★★★
👉 둘 다 직렬 전송

병렬 전송

• 부호를 구성하는 비트 수와 같은 양의 통신회선 사용

• 여러 데이터 비트를 동시에 병렬로 전송하는 방식

• 비트 n개를 전송하려고 회선 n개를 사용

• 송신 측과 수신 측 단말기 간에 여러 개의 통신회선을 사용하기 때문에 여러 비트의 데이터를 한 번에 송신

• 병렬 전송은 거리에 비례해서 선로 비용이 많이 들기 때문에 전송속도가 빨라야 하는 짧은 거리의 데이터 전송에 주로 사용

• 수신 측으로 전송한 데이터는 송신 측의 데이터와 동일해야 하지만, 다양한 원인 때문에 데이터 오류 발생 가능

• 신뢰할 수 있는 네트워크 통신을 하려면 오류 검출·수정 필요

✍ 통신 오류 검출

• 단일-비트 오류 (Single-bit Error)
  데이터 단위 중 하나의 비트만 변경하는 오류

• 다중-비트 오류 (Multiple-bit Error)
  데이터 단위 중 두 개 이상의 비연속적인 비트를 변경하는 오류

• 집단 오류 (Burst Error)
  데이터 단위 중 두 개 또는 그 이상의 연속적인 비트를 변경하는 오류

• 송신 측이 보내려는 데이터 외에 별도로 잉여(중복)분의 데이터를 추가해서 전송하면 수신 측은 이 잉여 데이터를 검사하여 오류 검출 가능

• 오류 검출 방식
  패리티 비트 검사 parity bit check, 블록 합 검사 block sum check (데이터 있는지 확인하는 검사), 순환 중복 검사 Cyclic Redundancy Check, CRC 등

순환 중복 검사 ★★★★

• 순환 중복 검사(CRC, Cyclic Redundancy Check)
  : 정확하게 오류를 검출하려고 다항식 코드를 사용하는 방법

• 오류가 없을 때는 계속 발생하지 않다가 오류가 발생 시 그 주위에 집중적으로 오류를 발생시키는 집단 오류를 검출하는 능력이 탁월, 구현 단순

• 다항식(Polynomial)
  CRC 발생기는 0과 1의 스트링 보다는 대수 다항식으로 표현
  하나의 다항식은 하나의 제수(Divisor)를 표현

• 다항식을 이용한 순환 중복 검사의 오류 검출 과정

  1. 송신 측이 데이터를 전송하기 전에 송수신 측은 동일한 생성 다항식 결정

  2. 송신 측에서는 K비트의 전송 데이터를 생성 다항식으로 나눈 n비트의 나머지 값을 구하고 K비트의 전송 데이터에 n비트의 나머지 값을 추가하여 K+n비트의 데이터를 수신 측으로 전송

  3. 수신 측에서는 수신된 K+n비트의 데이터를 생성 다항식으로 나눔
     👉 나눈 나머지가 0이면 오류 X / 0이 아니면 오류 O

     ① 송신 측
     a. 데이터 전송
     b. 오류 검출코드 계산
     c. CRC 추가

     ② 수신 측
     a. 데이터 수신
     b. 오류 검출코드 계산
     c. 수신된 CRC와 계산된 CRC 비교 검사
     d. 동일하지 않으면 오류 검출 신호 발생

• CRC는 패리티 검사처럼 데이터마다 추가 비트를 붙이지 않아도 된다

모두 LAN에 해당

✍ 근거리 네트워크

근거리 통신망

한 건물이나 학교 내 캠퍼스처럼 비교적 가까운 지역에 한정된 통신망

• 컴퓨터뿐만 아니라 가까운 거리에 있는 프린터, 팩스, 단말기 등 기타 네트워크 장비들을 연결·접속하여 통신할 수 있도록 구성한 네트워크 시스템을 통칭

• LAN의 데이터 전송 비율은 계속 증가

  • 초기에는 주로 10~100Mbps의 이더넷을 사용

  • 최근에는 빠른 전송이 필요하여 고속 이더넷fast ethernet, 기가비트 이더넷gigabit ethernet, ATMAsynchronous Transfer Mode, FDDIFiber Distributed Data Interface, 무선 LAN 등 다양한 네트워크 사용

    👉 고속 이더넷과 기가비트 이더넷을 주로 사용

• LAN의 특징

  • 단일 기관의 소유로, 수 km 범위 내의 지역으로 한정되어 있다.
    👉 인트라넷 등을 구축하는 데 쓰이기도 함

  • 네트워크 기기에 상관없이 서로 통신이 가능

  • 광역 전송매체의 사용으로 고속통신이 가능하고, 많은 사용자가 단일매체로 지연 없이 데이터를 주고받기 가능

  • 좁은 구간에서 통신하는 네트워크이기 때문에 전송지연시간이 적고, 양질의 통신회선을 사용하여 통신 품질도 우수

  • 컴퓨터뿐만 아니라 프린터 등 주변장치를 쉽게 연결하여 사용할 수 있고, 재배치와 확장이 자유로움

  • 음성·사진·동영상 등 다양한 종류의 데이터를 처리

  • 서버를 이용하여 데이터를 쉽게 관리 가능

  • 전송 특성이 좋은 매체(동축 케이블, 광섬유 케이블 등)를 사용하여 신뢰성 있는 데이터 전송 가능

  • 저렴한 네트워크 단말기를 사용하기 때문에 경제적인 면에서 유리

  • 보안 기능과 사용자 통제 기능을 사용하여 외부 침입을 체계적으로 관리 가능

LAN 전송 방식

• 베이스밴드 방식 : 컴퓨터에서 나오는 디지털 신호를 그대로 전송
  브로드밴드 방식 : 디지털 신호를 아날로그 신호로 변조

• 베이스밴드 방식
  데이터를 전송할 때 디지털 데이터 신호를 변조하지 않고 직접 전송하는 방식
  ex) 이더넷이 대표적

  • 하나의 케이블에 단일 통신 채널을 형성하여 데이터를 전송
  • 채널 하나에 신호 하나만 전송하기 때문에 모뎀이 필요 없고 비용도 경제적

• 브로드밴드 방식
  부호화된 데이터를 아날로그로 변조하고 필터 등을 사용하여 제한된 주파수만 동축 케이블 등 전송매체에 전송하는 방식
  하나의 케이블에 다수의 통신 채널을 형성하여 데이터를 동시에 전송하는 방식
  ex) 케이블 TV와 유사

매체 접근 방식

• 매체 접근 제어(MAC, Media Access Control)
  데이터 충돌을 방지하려고 LAN에 연결된 모든 장치가 정의된 규칙에 따라 전송매체에 접근하는 것

• CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection / 반송파 감지 다중 접근 / 충돌 검출)

  👉 버스형 통신망으로 알려진 이더넷에 주로 사용

  • 동축 케이블에 연결된 컴퓨터의 단말을 서로 접속시키는 방식으로, 모든 컴퓨터는 버스(케이블)에 연결되어 있고 전송매체는 컴퓨터로 공유 가능

  • 데이터를 송신하기 전에 반송파 여부를 감지하는데, 반송파가 감지되면 다른 컴퓨터(스테이션)에서 데이터 송신 중임을 판단하여 데이터 전송 X

  • 반송파가 감지되지 않으면 컴퓨터가 전송매체를 사용하지 않는 것으로 판단하여 데이터 전송

  • 이 방식은 듣고 나서 송신을 시작한다는 뜻에서 ‘LBT(Listen Before Talk)’라고도 한다

★★★★

• 반송파 감지된 경우
  동축 케이블에 접속된 다른 컴퓨터가 데이터를 전송 중인 것으로 인식하여 일정 시간 기다렸다가 전송 시도

• 반송파 감지되지 않은 경우
  채널이 비어 있는 것으로 인식(동축 케이블에 정보 전송이 없음을 확인)하고 각 노드 중 어느 것이든 채널을 사용하여 데이터를 전송 가능 👉 다중 액세스

• 충돌 검출
  : 각 노드는 메시지를 보낸 직후 충돌 여부를 항상 확인하는 것

  • 컴퓨터 두 대 이상이 동시에 패킷을 전송했을 때 충돌하는 것을 방지하기 위해 수행하는 작업
  • 충돌 현상이 일어나면 일정 시간 동안 기다린 후 재전송 가능
  • 대기 시간이 랜덤으로 처리되므로 특정 컴퓨터는 오랜 시간 계속 기다려야 하는 경우도 존재

• 패킷을 수신한 컴퓨터는 패킷의 헤더 부분에 있는 수신 측 주소를 확인한 후 자신이 수신지이면 처리하여 사용자에게 전달하고, 자신이 수신지가 아니면 수신된 패킷을 무시

• 토큰 제어 방식
  시그널이 아니라 특정 토큰을 통해 인증하는 방식

이더넷 ★★★★

• 1977년 제록스는 동축 케이블을 사용하여 10Mbps 전송속도를 지원할 수 있는 이더넷을 개발하여 1985년 표준화

• 빠르게 확산되어 1990년에는 설치가 용이하고 가격이 저렴한 UTP 기반 이더넷을 표준화함으로써 전 세계 시장을 장악

• 대부분의 연구실이나 사무실은 UTP 기반의 이더넷으로 통신망 구축

IEEE 802가 붙어 있음

그냥 읽어보기

• 10Base-5(동축 케이블 기반 이더넷)

  • 최초의 IEEE 802.3 표준
  • 굵은(직경 10mm 정도) 동축 케이블을 전송매체로 사용한 이더넷 구성 방식
  • 10은 전송속도가 10Mbps임을 나타내고, Base는 베이스밴드 전송 방식(디지털 신호 전송)임을 나타내며, 5는 한 세그먼트의 최장 거리가 500m임을 나타냄

• 10Base-2(동축 케이블 기반 이더넷)

  • 10Base-2는 베이스밴드 전송 방식을 사용하며, 전송매체로 얇은(직경 4mm 정도) 동축케이블을 사용하는 이더넷 구성 방식
  • 이 방식은 10Base-5와 성능이 같고, 한 세그먼트의 최장 거리는 200m

• 10Base-T(UTP 케이블 기반 이더넷)

  • 10은 전송속도가 10Mbps임을 나타내고, Base는 베이스밴드 전송 방식(디지털 신호 전송)임을 나타내며, T는 전송매체로 카테고리 3이나 카테고리 5에 해당하는 UTP 케이블을 사용함을 나타냄

  • 안정성이 뛰어나고 관리가 용이하지만, 초기 설치비용이 많이 듦

  • 케이블에 문제가 발생해도 그 컴퓨터에만 통신 장애가 일어남 (전체 X -> 안정성 보장 가능)
    ∵ 허브와 컴퓨터를 일대일로 직접 접속

  • 컴퓨터를 추가하거나 제거해도 네트워크에 장애가 발생하지 않는 등 안정성과 운용 관리 면에서 유리한 점이 많음

• 고속 이더넷(Fast Ethernet)

  • 고속 이더넷은 10Mbps용 이더넷과 호환을 유지하면서 전송매체의 길이를 줄여 약 100Mbps 고속 전송이 가능한 방법
    = 100Base-T

  • 기존의 10Base-T 이더넷과 프레임 포맷이 같고, 매체 접근 방식도 CSMA/CD로 동일

  • 케이블 길이는 최대 100m로 제한되며, 짧은 케이블 길이는 전송을 빠르게 함

  • FDDI와는 다르게 적은 비용으로 고속의 LAN 환경 구축 가능

• 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)

  • 약 1Gbps 전송속도를 지원하는 이더넷

  • 기존 이더넷뿐만 아니라 고속 이더넷과도 호환이 가능하고, UTP 이더넷 케이블을 교체하거나 프로토콜을 변경하지 않고도 간단하게 고속의 이더넷으로 업그레이드가 가능

  • 그래서 이더넷을 사용하는 많은 네트워크가 점차적으로 기가비트 이더넷으로 전환

• FDDI(Fiber Distributed Data Interface)

  • 이더넷과 토큰링 방식만큼 많이 사용하지는 않지만, LAN의 고속 컴퓨터 연결이나 백본(기간망)으로 주로 사용

  • 전송매체로 광섬유를 사용하여 고속의 전송속도(100Mbps)가 장점

  • 매체 접근 방식으로 토큰 제어 방식을 사용하고, 통신망은 링형 접속 형태를 띠는 구조

★★★★

✍ 광역 네트워크

회선 교환

• 데이터의 전송 개시 전에 송신 측과 수신 측 사이에 직접적인 경로를 설정한 후 전송하는 것

• 두 스테이션 간에 전용의 통신 경로가 있음을 의미

• 데이터를 전송하기 전에 물리적인 하나의 경로가 설정되며, 설정된 경로는 통신을 종료할 때까지 독점

• 경로를 설정할 때 지연이 발생
  👉 일단 경로를 설정하면 회선 교환망은 사용자에게 투명하게 전송
  ex) 현재 널리 사용하는 전화 시스템

★★★★

• 회선 교환기
  👉 회선 설정 및 해제, 데이터 전송 기능을 수행하며, 데이터를 전송하기 전에 장치 간에 회선 (전송 링크를 시분할이나 주파수 분할로 다중화했을 때의 한 채널)을 설정해야 함

• 우리가 전화를 걸 때 상대방의 전화번호를 눌러 해당 전화번호의 전용 회선을 설정하는 것과 같은 원리

• 회선을 설정한 후 데이터는 항상 고정된 경로를 통해 전송

• 데이터 전송이 완료되면 점유했던 회선이 해제되어 다른 통신에 사용 가능

읽어보기 ★

• 장점

  • 많은 양의 데이터 전송 가능
  • 경로가 설정되면 사용자에게는 고정적인 전송률로 정보 전송 가능
  • 경로가 설정되면 교환 노드에서 처리지연 거의 없음
  • 음성이나 동영상 등 실시간 전송이 요구되는 미디어 전송에 적합

• 단점

  • 오류 없는 데이터 전송이 요구되는 데이터 서비스에는 부적절
  • 설정되면 데이터를 그대로 투과시키므로 오류 제어 기능이 없음
  • 데이터를 전송하지 않는 기간에도 회선을 독점하므로 비효율적

메시지 교환

• 회선 교환의 비효율적인 회선 이용을 개선시킨 데이터 통신 교환 방식

• 가변 길이의 메시지 단위로 저장/전송 방식에 따라 데이터를 교환하는 방식

• 저장/전송 방식
  : 도착하는 메시지를 일단 저장한 후 다음 노드로 가는 링크가 비어 있으면 전송하는 방식
  = 축적 전송(Store-and-forward)

패킷 교환 ★★★★

• 네트워크로 전송되는 모든 데이터는 송수신지 정보를 포함하는 패킷들로 구성되는데, 이 패킷들은 표준과 프로토콜을 사용하여 생성

• 데이터는 네트워크를 사용하여 전송되기 전에 패킷이라는 작은 조각들로 나누는데, 각 패킷들은 고유의 번호가 있어 수신지에 전송되었을 때 원래의 데이터로 재결합하여 구성

• 패킷의 크기는 옥텟으로 나타내는데 1옥텟은 8비트(1바이트)와 같다.

• 헤더
  패킷의 송신지와 수신지, 패킷 번호, 플래그 정보, 패킷 길이 등의 정보 포함
  
  
• 데이터
  미리 정의된 최대의 데이터 크기를 가지며, 데이터가 최대 길이보다 크면 작은조각들로 쪼개져 여러 개의 패킷으로 나뉘어 전송
  
  
• 순환 잉여도 검사
  수신된 정보 내에 오류가 포함되어 있는지 검사하려고 송신 측에서 보내는 원래의 데이터에 별도로 데이터를 추가하여 보냄

• 패킷 교환의 장점 ★

  • 처리 속도가 다른 통신 기기 간에도 데이터 전송 가능
    ∵ 네트워크가 일종의 버퍼 기능을 수행

  • 노드와 노드 간의 회선을 다수의 패킷이 공유하므로 전송이 없는 상태에서도 회선을 점유하는 회선 교환보다 전송 효율이 높음

  • 패킷별로 우선순위를 적용하여 우선순위가 높은 패킷을 먼저 전송 가능

  • 데이터를 전송할 때 과부하가 일어나면 전송 지연이 발생하지만 패킷 송신은 가능

  • 회선 교환은 많은 양의 데이터를 연속적으로 전송할 때 적합
    패킷 교환은 네트워크 통신과 같은 간헐적인 정보를 보내는데 적합
    

교환 방식의 특징

• 패킷 교환 같은 저장/전송 방식
  : 데이터 통신에서는 전송 링크를 효율적으로 활용할 수 있는 메시지 교환에 적합

• 회선 교환 방식
  : 음성이나 동영상 등 실시간 통신에서 가장 적합

• 패킷 교환 방식
  : 대화형의 데이터 통신에 적합 ∵ 응답시간이 빠름

★★★★

✍ 무선 네트워크

• 국내에서 사용하던 무선 LAN 카드를 외국에서도 사용 가능
  ∵ 무선 LAN은 전 세계적으로 인정된 주파수 대역을 사용

• 상호 간섭이 있는 곳에서도 수신 강도가 강한 속성이 있는 대역 확산 기술 이용

• 무선 LAN은 유선 LAN에 비해 데이터 전송 속도가 느리지만 단말기를 자유롭게 옮길 수 있고 복잡하게 얽힌 선이 없어 작업 환경이 쾌적

• AP를 이용 시 사용자 간의 인터넷 연결도 가능

• 무선 인터넷 공유기는 AP에 인터넷 공유 기능을 접목한 것으로, 인터넷 회선을 공유하면 가정에서도 효율적으로 사용 가능

• 현재 무선 LAN은 무선 주파수 RF를 사용

• 무선 기술에서 전기적 신호는 증폭된 후 안테나를 통해 전자기파 형태로 방사됨
  이 전자기파는 공기로 이동하여 또 다른 안테나에 수집된 후 다시 전기적 신호로 변환

• 무선 네트워크에는 휴대전화나 차량의 라디오와 동일한 기술을 사용

• 라디오 주파수의 전 범위, 즉 스펙트럼은 세계 정부 기관이 주파수 대역별로 나누었는데, 각 주파수 대역은 특정 목적별로 할당됨

• 2.4GHz 주파수 대역은 허가가 필요 없는 아마추어용으로 할당됨
  👉 가정과 사무용 무선 네트워크에 가장 적합

• IEEE는 2.4GHz 대역을 사용하는 무선 네트워크 표준인 802.11을 제정했으며, 이후 802.11a, 802.11b가 추가되어 무선 네트워크용으로 사용됨

• 가정에 무선 홈 네트워크 시스템이 설치되어 있다면 802.11 무선 표준 중 하나를 사용하고 있는 것

• 무선 표준은 무선 네트워크 컴퓨터와 무선 장치 사이의 데이터 전송을 가능하게 함
  최근 무선 LAN을 구성하는 AP나 무선 LAN 카드 등의 가격이 낮아지면서 무선 LAN의 보급이 급격히 증가

와이파이는 마이크로웨이브 영역

무선 LAN의 표준

• IEEE 802.11 표준

  • 무선 주파수나 적외선 전송을 사용할 수 있는 중간 크기의 LAN을 정의
  • BSS(Basic Service Set)와 ESS(Extended Service Set)를 정의
  • 무선 LAN의 블록을 형성함으로써 기본 서비스 집합(BSS)을 정의한다.

• 기본 서비스 집합
  : 상주하거나 이동하는 무선 지국과 AP로 알려진 선택 사항인 중앙 기본 지국으로 구성

• 확장 서비스 집합(ESS)
  : AP를 가지는 둘 이상의 기본 서비스 집합으로 구성
  기본 서비스 집합은 보통 유선 LAN이 되는 분산 시스템으로 AP를 연결

• IEEE802.11 표준은 분산 시스템을 제한하지 않으므로 토큰링 또는 이더넷처럼 IEEE LAN도 될 수 있음

무선 LAN의 규격

• 무선 LAN은 IEEE 802.11 규격을 준수하는 기기로 구성됨

• IEEE 802.11은 미국 국가 표준을 개발하는 IEEE가 승인한 무선 LAN 표준화 기술

  • IEEE가 규정한 무선 LAN 규격은 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac 등
  • 802.11a, 802.11b, 802.11g는 예전 규격
  • 지금은 802.11n이나 802.11ac를 주로 사용

★★★★ 규격 특징

• 802.11

  • 2Mbps 속도를 지원하는 무선 네트워크 기술
  • 2.4GHz 주파수를 사용하며, 규격이 엄격하지 않아 제품 간 호환성이 부족하고 속도가 느려 널리 사용되지 않음

• 802.11a

  • 5GHz 주파수를 사용하고, OFDM 기술로 최대 54Mbps의 전송 속도를 제공하며, 이더넷과 같은 CSMA/CD 방식 사용

  • 5GHz 주파수는 2.4GHz 주파수에 비해 다른 단말기(블루투스 기기, 무선 전화기)의 간섭이 적고, 더 넓은 주파수 대역을 사용할 수 있다는 것이 장점

  • 802.11g 규격이 등장하여 현재 거의 사용하지 않음

• 802.11b (Wi-FiWireless Fidelity)

  • 2.4~2.5GHz 주파수를 사용하고, 최대 전송속도는 11Mbps
  • 이더넷과 같은 CSMA/CD 방식을 사용

• 802.11g

  • 2.4GHz 주파수를 사용하고, 최대 전송 속도는 54Mbps
  • 이더넷과 같은 CSMA/CD방식을 사용
  • 2.4GHz 주파수를 사용하므로 802.11b와 쉽게 호환됨

• 802.11n

  • 2.4GHz와 5GHz 주파수를 사용하며, 2.4GHz 주파수의 경우 최대 300Mbps의 전송 속도를 제공
  • 새롭게 구축되는 무선 LAN 환경은 대부분 802.11n 규격

★★

무선 LAN의 통신 방식

• 무선 LAN의 기본 단위는 여러 개의 노드(단말)로 구성된 BSS

• 무선 LAN은 애드혹 모드와 하부 구조 모드로 분류

• 애드혹 모드(Ad-hoc Mode)

  • 컴퓨터에 무선 LAN 카드를 장착하여 연결하는 방법

  • 일대일 통신이 기본

  • 단일 BSS만으로 된 네트워크

  • 이동성이 높은 단말기 사이의 일시적인 연결을 지원

  • 일반 가정에서 많이 사용하는 방법이다.

  • 애드혹 모드는 무선 LAN 장착 컴퓨터 간의 네트워크 구성이 간편하며, 추가 장비가 필요 없으므로 구성비용이 저렴하여 외부 네트워크 공유 가능

  • 그러나 외부 네트워크에 독립적으로 인식되지 않고, 커다란 부하가 서버에 걸릴 때 처리에 문제가 발생 가능

• 하부 구조 모드(Infrastructure Mode)

  • 개방형 네트워크 프로토콜 사용으로 서로 다른 기종 간의 연결뿐만 아니라 서버의 부하를 최소한으로 하여 노드 수가 증가하더라도 문제되지 않음

  • 중앙 집중식으로 정보를 공유하기 때문에 애드혹 모드 방식보다 빠른 속도로 액세스할 수 있고, 많은 수의 컴퓨터도 효과적으로 공유 가능

매체 접근 제어 방식

• 이더넷에서 사용하는 CSMA/CD를 무선 LAN에서 사용하면 무선 LAN 환경에서 발생할수 있는 문제를 해결 불가 👉 802.11 개발자들은 무선 LAN을 위한 액세스 프로토콜 생성
  👉 CSMA/CA(Carrier-Sense Multiple-Access with Collision Avoidance)

• CSMA/CA

  • 무선 LAN이 전송매체를 올바르게 공유하고 있다는 것을 확실히 하기 위해 사용

  • 무선 LAN에서 사용하는 CSMA/CA는 패킷을 전송하기 전에 수신자에게 간단한 전송을 요청하여 모든 전송을 수신

  • 대부분 CA 이용

✍ 네트워크 보안

방화벽의 기본 구성요소

• 네트워크 정책
  방화벽의 설계·설치·사용에 직접적으로 영향을 줄 수 있는 두 가지 수준의 네트워크 정책
  👉 상위 수준 정책 : 제한된 네트워크에서 서비스를 허용할 것인지 또는 명확하게 거부할 것인지 정의하는 네트워크 액세스 정책과 예외 조건을 제시

  👉 하위 수준 정책은 방화벽이 실질적으로 어떻게 액세스를 제한하고, 상위 수준 정책에서 정의한 서비스를 필터링할 것인지 제시

• 방화벽 사용자 인증 시스템
  보통 방화벽에서는 스마트카드, 인증 토큰, 소프트웨어 메커니즘 등을 인증 수단으로 사용

  • 최근 많이 사용하는 우수한 인증 시스템으로 일회용 패스워드가 있다. 일회용 패스워드는 사용자가 로그인을 시도할 때마다 새로운 패스워드를 이용하게 함으로써 공격자가 스니핑(도청)으로 시스템에 침입하는 것을 근본적으로 막아준다.

• 패킷 필터링
  라우터 인터페이스를 지나는 패킷을 필터링하는 패킷 필터링 라우터packet filtering router
  👉 IP패킷 중 송신지 IP 주소, 수신지 IP 주소, TCP/IP 송신지 포트, TCP/IP 목적지 포트 등을 전부 또는 일부 필터링

• 응용 계층 게이트웨이
  응용 계층 서비스는 축적 전달store-and-forward 방법을 사용하는 경우가 많음
  게이트웨이는 송신자 응용 서비스가 보내는 정보를 그대로 전달
  실제로 응용 계층 게이트웨이에서는 보안을 위한 특별한 서비스를 제공

  ex) 내부 네트워크와 외부 네트워크 간 모든 응용 레벨의 트래픽 로깅이나 텔넷, FTP 등에서 사용자 인증이 필요할 때 우수한 인증 방법을 사용

  • 프록시 서버proxy server`라는 기능을 제공
    ex) 외부 네트워크의 메일 클라이언트가 내부 네트워크의 어떤 호스트 메일 서버와 접속하기를 원하면 중간의 프록시 서버가 이를 받아서 내부의 서버에 전달하는 방식

✨ 참고

기말평가

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