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네트워크개론
1주차. 네트워크 개요
1.1 데이터 통신
통신
한 지점과 다른 지점과의 정보의 교환
데이터
정보를 임의의 형태로 구체화 시킨 것
컴퓨터에서 데이터는 0과 1의 형태를 갖는 비트들로 표현됨
데이터 통신
특정 형태의 전송매체(전선 등)를 통한 두 장치간의 데이터 교환과정
좋은 데이터 통신 시스템이 되려면
전송의 정확성 - 데이터를 정확하게 전달해야 한다.
전송의 효율성 – 전송하는 정보의 가치보다 전송에 드는 비용이 작아
야 한다
전송의 안전성 – 누출되거나 변경되어서는 안된다.
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데이터 통신의 구성 요소
메시지, 송신자, 수신자, 전송매체, 프로토콜
데이터 통신을 통제하는 규칙들의 집합
통신하고 있는 장치들 사이의 상호합의
통신의 대상이 되는 정보(데이터)
텍스트, 숫자, 그림, 소리, 화상 등
송신자에서 수신자까지
메시지가 이동하는 물리적인 경로
메시지를 보내는 장치꼬임쌍선, 광섬유, 무선파 등
컴퓨터, 휴대폰 등
메시지를 수신하는 장치
컴퓨터, 휴대폰 등
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1.2 네트워크 (Networks)
네트워크란?
여러 통신 장치들을 서로 연결해 놓은 것
장치 – 노드(node)
매체 - 링크(link)
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1.2.1 데이터 흐름 방향에 따른 분류
종류 – 단방향, 반이중, 전이중
단방향 방식(Simplex Mode)
한쪽 방향으로만 통신 (한쪽은 송신전용, 나머지는 수신전용)
예) 키보드, 모니터
반이중(Half-Duplex Mode)
두 장치 모두 송수신이 가능하지만 동시 전송이 불가능
예) 워키토키
전이중(Full-Duplex Mode)
두 장치 모두 송수신을 동시에 할 수 있음
예) 전화
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1.2.2 라인 구성에 따른 분류
라인 구성(line configuration)
하나의 링크에 장치들을 연결하는 방식
종류 – 점대점(point-to-point), 다중점(multipoint)
점-대-점(Point-to-point)
두 장치를 하나의 전용 링크로 연결
링크의 전체 용량이 두 기기간의 전송으로만 사용
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라인 구성에 따른 분류(계속)
• 점 대 점 구성으로 여러 장치를 한 장치와 연결하기
입출력 포트 (I/O port)
NIC: Network Interface Card
단점: 많은 수의 포트 및 케이블 필요
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라인 구성에 따른 분류(계속)
다중점(Multipoint) 구성
매체접근제어 (MAC: medium access control)
프로토콜 필요
3개 이상의 장치가 하나의 링크를 공유하는 방식
채널용량을 주파수영역이나 시간영역에서 분할하여 사용함
응용: 메인프레임-단말기, LAN
점대점 방식보다
적은 수의 포트 및 케이블 필요
충돌에 대한 대책 및
충돌 회피 방법 필요
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1.2.3 토폴로지에 따른 분류
토폴로지(topology)
물리적 또는 논리적인 네트워크의 모양
물리 토폴로지
컴퓨터나 다른 장치들이 실제로 배치된 모양
논리 토폴로지
컴퓨터나 다른 장치들이 서로 통신할 때 정보가 흐르는
길의 모양
토폴로지의 종류 – 메쉬, 스타, 버스, 링
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스타 토폴로지
각 장치는 허브 역할의 중앙장치(central controller)를 통해
연결됨
메시지는 허브를 거쳐 목적하는 곳으로 전달됨
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스타 토폴로지
장점
구현이 쉽다
확장이 쉽다
한 쪽의 고장이 다른 쪽에 영향을 미치지 않는다.
문제가 있는 쪽을 격리하기 쉽다.
단점
중앙장치가 다운되면 전체가 다운된다.
케이블 길이가 링이나 버스보다는 길다.
케이블 길이가 제한요소가 될 수 있다.
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버스 토폴로지
트렁크 또는 백본 케이블에 모든 장치를 연결
메시지는 버스를 따라 퍼져서 모두에게 전달됨
terminator
신호반사방지
신호의 세기 감소
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버스 토폴로지
장점
가장 저렴
특별한 구성 필요 없음
설치 용이
케이블 길이 적게 필요
단점
케이블 결함시 전체가 다운된다.
네트워크를 멈춰야 컴퓨터 추가나 제거가 가능하다.
문제가 있는 곳을 찾기 어렵다.
컴퓨터를 추가할 수록 성능이 떨어진다.
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메쉬 토폴로지
그물처럼 서로와 일대일로 연결한다.
메시지는 목적하는 곳으로 바로 전달된다.
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메쉬 토폴로지
장점
신뢰성이 높다.
한쪽의 고장이 다른 쪽에 영향을 미치지 않는다.
다른 쪽에 영향 없이 컴퓨터 추가나 제거 가능하다.
단점
설치 및 고장처리작업이 어렵다.
케이블이 아주 많이 필요해 구축비용이 높다.
연결할 수 있는 컴퓨터 수에 제한이 있다.
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링 토폴로지
링 모양으로 연결한 형태
메시지는 링을 따라 차례차례 거쳐서 목적하는 곳
으로 전달된다.
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링 토폴로지
장점
설치하기 쉽다.
한번에 한 컴퓨터씩 보내므로 충돌이 없다.
단점
한곳에서 고장나면 전체가 다운된다.
스타만큼 좋지 않다.
고장처리가 어렵다.
컴퓨터 추가 및 제거 시 네트워크 전체가 중단된다.
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1.2.4 네트워크 규모에 따른 분류
근거리통신망(LAN; Local Area Networks)
광역통신망(WAN; Wide Area Networks)
도시통신망(MAN; Metropolitan Area Networks)
개인영역 통신망(PAN: Personal Area Networks)
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근거리 통신망
LAN(Local Area Network)
개인이나 기관이 소유하는 컴퓨터들을 연결한 망
어떤 지역 내로 제한됨
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광역 통신망
WAN(Wide Area Network)
멀리 떨어져 있는 네트워크들을 연결하는 네트워크로 한 국
가나 대륙 또는 세계적인 크기일 수 있음
국가나 인터넷 서비스 공급자(Internet Service Provider:
ISP)가 소유함
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도시 통신망
MAN(Metropolitan Area Network)
캠퍼스나 하나의 도시 경계 내에서 LAN들을 연결한 망
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개인영역 통신망
PAN(Personal Area Network)
아주 가까운 거리에서 개인이 소유한 기기들을 연결하는 망
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1.2.5 네트워크 사용자에 따른 분류
인트라넷
특정 회사나 기관의 사람들에게만 사용이 허가된 네트워
크
대개 사설망(private network)으로 구성됨
인터네트워크 (internetwork) 또는 인터넷(internet)
네트워크들을 연결하는 네트워크
대개 공용망(public network)으로 구성됨
참고
internet: 상호 연결된 네트워크, Internet: 전세계적인 특정 네트워
크
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1.2.6 컴퓨팅 모델에 따른 분류
집중형 컴퓨팅
분산형 컴퓨팅
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1.2.7 호스트 간의 관계에 따른 분류
클라이언트/서버 네트
워크
피어-투-피어(peer-to-
peer) 네트워크
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1.2.5 네트워크 사용자에 따른 분류
피어-투-피어 네트워크
소수의 컴퓨터들로 구성되는 것이 좋음
클라이언트/서버 보다 경제적
서버 운영체제가 설치될 필요 없음
관리자 없이 사용자가 알아서 관리
각 사용자가 보안 관리
클라이언트/서버 네트워크
매우 큰 규모로 확장될 수 있음
잘 훈련된 관리자가 필요
전용의 서버로 인해 구축/유지 비용이 증가
보안관리에 좋음
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1.3 인터넷 (Internet)
인터넷의 기원
1969년 ARPA에서 원 거리에 산재해 있는 연구 기관들의 연구 결과
를 공유할 목적으로 시작 (ARPANET)
1972년 TCP/IP 프로토콜 탄생
1983년 TCP/IP ARPANET의 표준 프로토콜로 채택
1990년초 WWW 등장으로 인해 인터넷이 급속하게 보급되
기 시작함
2000년대 초 인터넷 트래픽이 음성트래픽을 추월함
오늘날에도 “All IP” 슬로건 하에 각종 정보통신기기들이 탄
생되어 인터넷에 연결되고 있음
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1.4 표준화 기구
표준제정위원회, 협의회(Forum), 법규 기관간의 협조를 통해서 표준이
개발됨
국제 표준 제정 위원회
ISO(International Standard Organization)
ITU-T(International Telecommunication Union - Telecommunication
Standards Sector)
ANSI(American National Standard Institute)
IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)
EIA(Electronic Industries Association)
국내 표준 제정 위원회
한국정보통신기술협회 (Telecommunication Technology Association; TTA)
인터넷 표준
IETF에서 관리하며, 아이디어나 개념이 6개월 시한의 RFC(Request for
Comment) 형태로 발표되고 이후 절차에 따라 보완 승인됨
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IEEE 802 표준
주로 유무선 LAN/PAN/MAN에 대한 표준 제정
주요 표준규격
802.3 – 이더넷
802.11 – 무선랜(와이파이)
802.15.1 – 블루투스 (무선 PAN)
802.16 – WiMAX (우리나라 이름 와이브로)
802.15.4 – 지그비(ZigBee, 센서네트워크)
802.17 – RPR(링으로 구성된 MAN)
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1.5 스펙트럼과 대역폭
신호의 스펙트럼
신화가 가지고 있는 주파수 분포를 주파수 영역에서 표시한 것
신호의 대역폭(Bandwidth)
신호가 보유한 주파수 대역의 폭(가장 높은 주파수 – 가장 낮은 주파
수)
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매체의 대역폭과 채널
매체의 대역폭
매체가 잘 통과시키는 주파수대역의 폭
채널
매체의 대역폭을 쪼개 송수신장치에 할당한 대역
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로우패스 채널과 밴드패스 채널
저주파통과 채널(Low-Pass Channel)
낮은 주파수(0~f1)를 통과시키는 채널
기저대역(baseband) 전송
대역통과 채널(Bandpass Channel)
특정대역(f1~f2)을 통과시키는 채널
변조(modulation)와 복조(demodulation)
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심화문제
당신은 네트워크관리자로서, 회사에 네트워크를 도입하고자
한다. 도입조건은 다음과 같다.
네트워크에 문제가 생길 때 신속히 분리하거나 대체해내고 정상가동
할 수 있어야 한다.
네트워크 전체가 두절되어서는 안된다.
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