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컴퓨터 네트워크
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
효율적인 데이터 통신 시스템이 되려면
전달성(Delivery) - 정확한 목적지(장치 또는 사용자)에 데이터 전달
정확성(Accuracy) - 데이터를 정확하게 전달
적시성(Timeliness) - 주어진 시간 내에 데이터 전달
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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?
전송매체[링크(link)]로 서로 연결된 장치[노드(node)]들의 모임
네트워크의 분류
데이터 흐름의 방향에 따라서
단방향, 반이중 방향, 전이중 방향
회선 구성에 따라서
점대점 구성, 다중점 구성
물리적 접속형태에 따라서
그물형, 스타형, 버스형, 링형
네트워크의 규모에 따라서
근거리통신망, 도시통신망, 광역통신망
네트워크의 역할에 따라서
인트라넷, 인터넷
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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
물리적으로 별도의 채널 사용하거나 채널의 전송용량을 반으로 나누
어 사용하는 형태로 구현
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 네트워크 형상
토폴로지의 종류 – 그물, 스타, 버스, 링
토폴로지의 특징에 대한 비교 항목
비용
케이블의 개수, 포트 수
전송 능력
노드가 전송링크용량 전체를 사용할 수 있는가?
장애에 대한 대책
한 지점에서의 장애의 발생이 전체에 미치는 영향
장애위치식별의 용이함 및 장애복구 대책
설치 및 재구성
새 노드의 추가 및 네트워크 확장이 용이한가?
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그물(Mesh) 형
모든 장치와 전용의 점-대-점 링크로 연결됨
N 개의 장치를 갖는 그물형 네트워크는 n(n-1)/2 개
의 링크를 갖는다
모든 장치는 (n-1)개의 입출력 포트 필요
정확한 표현은 완전그물형 (full-mesh)
참고
n(n 1)
n C2
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n!
n(n 1) (n r 1)
n Cr
r!(n r )!
r!
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그물(Mesh) 형(계속)
각 노드당 4개씩
5개 노드가 있으므로
총 20개의 연결이 있고
방향성을 무시한다면
10 개의링크가 필요
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그물(Mesh) 형(계속)
장점
전용링크를 사용하므로 공유 시 발생하는 문제 없음
높은 안전성 – 한 링크가 고장 나도 다른 연결방법이 존재
비밀유지와 보안
결함의 식별과 분리가 용이하여 관리가 편리
단점 - 많은 케이블의 양과 I/O 포트 수가 필요
모든 장치는 다른 장치와 연결 되기 때문에 설치와 재구성이 어렵다
전선의 묶음이 전선을 수용할 수 있는 공간의 크기보다 클 수 있다
(천정, 벽, 마루 등)
각 링크 연결에 필요한 하드웨어에 많은 비용이 필요
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스타형 (성형)
각 장치는 허브(hub)라는 중앙제어장치(central controller)와
전용의 점-대-점 링크를 갖는다
모든 통신은 중앙제어장치를 경유해서 이루어짐
교환역할
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Star 형(계속)
n개의 노드가 있을 때 필요 케이블 수 = n
각 장치당 포트수 = 1
특징
각 장치 당 하나의 링크와 하나의 I/O 포트만 필요로 하므
로 그물형보다 비용이 적음
설치와 재구성이 쉽다
안전성 – 장애가 발생한 링크만 영향
버스형, 또는 링형보다 일반적으로 케이블은 더 필요함
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Bus 형
다중점 연결방식으로 백본인 케이블에 모든 장치를 연결
terminator
신호반사방지
신호의 품질 저하
신호의 세기 감소
장점 - 설치가 쉽고, 다른 접속형태보다 적은 양의 케이
블 사용
단점 - 재구성과 결함 분리(fault isolation)가 어렵고, 버스
케이블 결함은 모든 전송을 마비시킴
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Ring 형
이웃 하는 장치와 점-대-점 링크로 연결되어 링을 구성함
장점 - 비교적 설치와 재구성이 쉽고 결함 분리가 간단
단점 – 한 장치에 문제가 발생하면 전체 네트워크 마비
해결책: 이중 링(dual ring) 또는 우회 스위치
한 방향으로
신호순환
• 자기가 보낸 신호 제거 기능
• 중계기능
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1.2.4 네트워크 규모에 따른 분류
규모, 소유권, 거리에 따라 – LAN, MAN, WAN
근거리통신망(LAN; Local Area Networks)
개인 소유이거나 단일 사무실, 빌딩, 학교 등에서 사용하는 기기들을
연결하는 망으로 크기가 수 km 이내임
도시통신망(MAN; Metropolitan Area Networks)
도시 전역에 있는 LAN들을 연결하는 역할로 도시 전체로 확장된 네
트워크
광역통신망(WAN; Wide Area Networks)
국가, 대륙, 또는 전세계를 포괄하는 광대한 영역을 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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1.3 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 프로토콜과 표준
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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