네트워크 개요

 

🔷 네트워크 개요

- 네트워크는 송신자(sender)의 메세지를 수신자(receiver)에게 전달하는 과정으로 한 지점에서 다른 지점까지 의미 있는 정보를 보다 정확하고 빠르게 상대방이 이해할 수 있도록 전송하는 것을 의미한다

- 연결 형태에 따라서 유선 네트워크와 무선 네트워크로 분류할 수 있다

 

🔷 거리 기반 네트워크의 종류

PAN (personal area network)	약 5m 이내의 지역 간의 통신방법	- 초 인접지역 간의 통신 방법으로 거리가 짧은 특성을 가짐 - 짧은 거리로 인하여 보통은 유선보다는 무선의 WPAN이 많이 활용됨
LAN (local area network)	근거리 영역의 네트워크로서 동일한 지역(공장, 사무실 등)  내의 고속의 전용회선을 연결하여 구성하는 통신망	- 단일 기관 소유의 네트워크로 50m 범위 이내 한정된 지역 - Client/Server와 peer-to-peer 모델 - WAN보다 빠른 통신속도
WAN (wide area network)	광대역 네트워크망으로 서로 관련이 있는 LAN 사이를 연결하는 상호 연결명	- LAN에 비해 선로 에러율이 높고, 전송 지연이 큼 - WAN의 설계 시 전송 효율과 특성 고려 - 두 목적지 간을 최단 경로로 연결시켜주는 라우팅 알고리즘이 중요 - 제한된 트래픽 조건 하에서 흐름 제어와 과도한 지연을 제거
MAN (metropolitan area network)	LAN과 WAN의 중간 형태의 네트워크로 데이터, 음성, 영상 등을 지원하기 위해 개발	- 전송 매체: 동축 케이블, 광케이블 - DQDB(Distributed Queue Dual Bus)

 

🔷 데이터 전송 방식

(1) 단방향 통신(Simplex)

- 데이터를 전송만 할 수 있고 받을 수는 없다

 

(2) 반이중 통신(Half Duplex)

- 데이터를 송신하고 수신할 수는 있지만, 동시에 할 수는 없다

 

(3) 전이중 통신(Full Duplex)

- 전화기

- 동시에 데이터를 송신 및 수신 할 수 있는 통신 방식이다

 

 

🔷 네트워크 토폴로지(Network Topology)

https://systemzone.net/computer-network-topology-outline/

- 컴퓨터 네트워크의 요소들(링크, 노드등)을 물리적으로 연결해 놓은 것, 또는 그 연결 방식

(1) 계층형(Tree) 토폴로지

- 트리 구조 형태로 정보 통신망을 구성하는 것으로 정보 단말 장치를 추가하기 용이한 구성이다

(장점)

- 네트워크 관리가 쉽고 확장이 편리하다

- 네트워크의 신뢰도가 높다

(단점)

- 특정 노드에 트래픽이 집중화 되면 네트워크 속도가 떨아진다

- 병목 현상이 발생할 수 있다

 

(2) 버스형(Bus) 토폴로지

- 중앙의 통신 회선 하나에 여러 개의 정보 단말 장치가 연결된 구조로 근거리 통신망에서 사용하는 통신망 구성 방식이다

(장점)

- 설치비용이 적고 신뢰성이 우수

- 구조가 간단하다

- 버스에 노드 추가가 쉽다

(단점)

- 전송되는 데이터가 많으면 네트워크 병목 현상이 발생

- 장애 발생 시에 전체 네트워크에 영향을 받음

 

(3) 성형(Star) 토폴로지

- 중앙에 있는 정보 단말 장치에 모두 연결된 구조로 항상 중앙의 정보 단말 장치를 통해서만 연결이 가능한 구조이다

(장점)

- 고속의 네트워크에 적합

- 노드 추가가 쉽고 에러 탐지가 용이

(단점)

- 중앙 노드에 장애가 발생하면 전체 네트워크를 사용할 수 없음

- 설치 비용이 고가이고 노드가 증가하면 네트워크 복잡도가 올라감

 

(4) 링형(Ring) 토폴로지

- 인접해 있는 정보 단말 장치가 연결된 구조이다

(장점)

- 노드의 수가 증가 되어도 데이터 손실이 없음

- 충돌이 발생하지 않음

(단점)

- 네트워크 구성의 변경이 어려움

- 회선에 장애 발생 시 전체 네트워크를 사용할 수 없음

 

(5) 망형(Mesh) 토폴로지

- 모든 정보 단말 장치가 통신회선을 통해서 연결된 구조로 한쪽 통신회선에 에러가 발생해도 통신을 수행할 수 있는 구조이다

(장점)

- 완벽하게 이중화가 되어 있으므로 장애 발생 시에 다른 경로를 통해서 네트워크를 사용할 수 있음

- 많은 양의 데이터를 송수신할 수 있음

(단점)

- 네트워크 구축 및 운영 비용이 고가임

 

 

🔷 회선 교환(Circuit Switching)

- 교환기를 통해 통신 회선을 설정하여 직접 데이터를 교환하는 방식

- 직접 교환 방식으로 음성 전화 시스템에 활용

- 송신자의 메세지는 같은 경로로 전송됨

- 실시간으로 처리할 수 있고 안정적인 통신이 가능

- 포인트 투 포인트(point to point) 방식으로 사용됨

※대역폭(bandwidth) : 데이터 통신에서 최고 주파수와 최저 주파수의 차이, 크면 클수록 많은 데이터를 전송할 수 있음

 

 

🔷 패킷 교환(Packet Switching)

- 송신 측에서 모든 메세지를 일정한 크기의 패킷으로 분해해서 전송하고 수신 측에서 이를 원래의 메세지로 조립

- 인터넷은 전송하고자 하는 데이터에 IP 주소를 붙이는데 이렇게 IP 주소가 붙은 패킷을 데이터그램(Datagram)이라고 함

※패킷(packet) : 네트워크를 사용해서 전송하기 위해서 일정한 단위로 나눈 데이터 전송 단위

 

 

🔷 데이터그램과 가상회선

데이터그램 (datagram)	- 패킷 교환 방식으로 동작하면서 IP 주소를 사용하는 인터넷
가상회선 (virtual circuit)	- 회선 교환 방식과 데이터그램 방식의 장점을 결합한 통신기술 - 처음 패킷으로 최적의 경로를 고정하고 경로가 고정되면 그 다음은 패킷으로 나누어 고속으로 전송하는 기술 - 데이터그램보다 빠르고 안정적으로 통신할 수 있지만 데이터그램 네트워크처럼 많은 사용자가 동시에 사용하기는 한계가 존재 - 대표적으로 ATM이 있음

 

🔷 이더넷(Ethernet)

- LAN을 위해 개발된 근거리 유선 네트워크 통신만 기술로 IEEE 802.3에 표준으로 정의되어 있다

- 일반적으로 동축 케이블 또는 비차폐 연선을 사용하고 버스 형식으로 망을 구성한다 

(1) 장점

- 적은 용량의 데이터를 전송할 경우 성능이 우수

- 설치 비용이 저렴하고 관리가 쉬움

- 네트워크 구조가 간단함

(2) 단점

- 네트워크 사용 시에 신호 때문에 충돌이 발생

- 충돌이 발생하면 네트워크에서 지연이 발생

- 시스템의 부하가 증가하면 충돌도 계속적으로 증가

 

🔷 토큰패싱(Token Passing)

- 토큰이라는 제어비트를 송신하고 해당 토큰을 확보해서 통신을 하는 방식

- 통신 회선에 대한 제어 신호가 논리적으로 형성된 링에서 각 노드 간을 옮겨가면서 데이터를 전송하는 방식

- 링(Ring) 형태의 네트워크 토폴로지를 사용

- 충돌이 발생하지 않음

장점	- 충돌이 발생하지 않음 - 성능 저하가 적음
단점	- 설치 비용이 고가이고 복잡함 - 노드가 많으면 성능이 떨어짐 - 토큰에 대한 분실이 발생할 수 있음

 

 

🔷 아날로그 신호와 디지털 신호

[ 아날로그 신호 ]

- 연속적으로 변화하는 전자기파로 간단하게 사람의 음성 신호가 아날로그 신호임

- 유연한 곡선형 형태로 나타나며 거리가 멀어지면 점점 감쇄되는 현상이 발생함

[ 디지털 신호 ]

- 대표적인 예로 컴퓨터가 있음

- 아날로그 신호에 비해서 잡음이 적고 오류율이 적은 장점이 있음

 

 

🔷 정보 전송 부호화

- 데이터 전송이 단순한 전기적 신호만으로 이루어지는 것이 아니라 송신자와 수신자 상호 간에 규정된 데이터 형태를 약속하는 것

2진 부호	0 혹은 1의 비트로 데이터를 전송
BCD Code	2(6)개의 64가지 정보를 표현
ASCII Code	7비트로 2(7)의 128개의 정보를 표현
EBCDIC Code	8비트로 2(8)의 256개의 정보를 표현

 

 

🔷 직렬 전송과 병렬 전송

구분	직렬 전송	병렬 전송
개념	한 문자의 비트를 하나의 전송선로를 통해서 순차적으로 전송	한 문자의 비트들을 각자의 전송로를 통해서 한꺼번에 전송
특징	동기식 전송 방식	송수신기가 단순
장점	- 전송 에러가 적음 - 장거리 전송 - 통신 회선 비용이 저렴	데이터를 빠르게 전송
단점	전송 속도가 느림	에러 발생 가능성이 높음

 

 

🔷 비동기식 전송과 동기식 전송

구분	비동기식 전송	동기식 전송
개념	- 한 번에 한 문자씩 전송 - 한 문자 전송마다 동기화 수행	데이터를 블록으로 나누어 블록 단위로 전송
전송 단위	문자 단위의 비트 블록	프레임
전송 속도	저속	고속
전송 효율	낮음	높음
장점	동기화가 단순하며 저렴	원거리 전송에 용이
단점	문자 사이에 유휴 시간 발생	고가

 

 

🔷 변조(Modulation)

- 아날로그 혹은 디지털로 부호화 된 신호를 전송 매체에 전송할 수 있도록 주파수 및 대역폭을 갖는 신호를 생성하는 일련의 과정

- 부호화(Encoding)는 신호를 현재 정보나 신호가 아닌 다른 형태로 변환하는 것

 

 

🔷 다중화(Multiplexing)

- 여러 단말장치의 신호를 하나의 통신회선을 통해서 송신하고 수신 측에서 여러 단말장치의 신호를 분리하여 입출력할 수 있는 방식

- 하나의 통신회선을 사용하기 때문에 회선과 모뎀을 절약할 수 있는 방법

 

 

🔷 프레임 릴레이(Frame Relay)

- 멀티 액세스를 위한 네트워크로 LAN과 비슷하게 두 개 이상의 장비를 네트워크에 동시 연결하여 X.25의 패킷 전송 기술을 고속 데이터통신에 적합하도록 개선한 프로토콜

- 상위 계층에서 오류를 복구하고 재전송

- 경로 설정이 가능

- 데이터의 전송 속도를 향상시켜 전송 지연을 감소

- 망 내부 기능을 단순화

- 하나의 물리적 링크에 복수의 논리적인 가상 회선을 설정

- 단순한 데이터 처리 절차만을 규정

 

 

🔷 HDLC(High-Level Data Link Control)

- 전이중과 반이중 통신 모두를 지원하는 비트지향 프로토콜로 점 대 점 링크 및 멀티 포인트 링크를 위하여 ISO에서 개발한 국제 표준 프로토콜

- 동기식 전송방식

- 흐름 제어를 위해 슬라이딩 윈도우 방식을 사용

- 사용하는 문자 코드와 상관이 없으며 비트 삽입에 의해 투명한 데이터의 전송을 보장

 

 

🔷 ATM(Asynchronous Transfer Mode)

- 가상회선을 사용하는 비동기 통신기술로 첫 번쨰 패킷이 전송될 때 송신자와 수신자 간에 최적의 경로를 확정시킴

- 전송 경로가 확정되면 두 번째 패킷부터는 포워딩(Forwarding)만 수행하기 때문에 전송 속도가 빠름

- 회선교환 네트워크와 패킷 교환 네트워크의 장점을 결함

- 고속으로 안정적인 통신이 가능

- 음성, 영상과 같은 멀티미디어 전송과 데이터 전송이 가능

 

출처 : http://www.yes24.com/Product/Goods/90986433

이기적 네트워크관리사 1·2급 필기 - YES24