정보처리기사[5과목] | 네트워크

네트워크

- 원하는 정보를 원하는 수신자 또는 기기에 정확하게 전송하기 위한 기반 인프라

- 유/무선 매체를 이용하여 통신 설비를 갖춘 장치를 연결하는 통신망

 

 

거리에 따른 네트워크

LAN : Local Area Network - 근거리: 회사, 학교

MAN : Metropolitan Area Network - 도시

WAN : Wide Area Network - 광대역

 

 

LAN(Local Area Network)

- 비교적 좁은 지역에 분산 배치된 컴퓨터와 프린터 등의 단말기를 통신 회선으로 연결하여 각종 정보를 교환 할 수 있는 통신 네트워크

- 단일기관의 소유 및 제한된 지역 내의 네트워크(ex. 회사)

- 어떤 종류의 통신 시스템 기기와도 연결 가능

- 고속 통신 가능

- 오류 발생률이 적음(전송지연최소화)

 

 

LAN의 전송방식

1) 베이스밴드 방식

- 신호 변조 없이 고유 주파수 영역에 사용

- 시분할 다중화 방식(TDM) 사용

2) 브로드밴드 방식

- 디지털 신호를 아날로그 신호로 광대역 변조하는 방식

- 주파수 분할 다중화 방식(FDM) 사용

 

 

LAN의 위상(토폴로지, topology)

1) 점대점형(point to point)

- 두 개의 컴퓨터가 하나의 회선으로 연결

2) star형

- 하나의 컴퓨터가 여러개의 회선을 통해 단말기 연결

- 중앙 컴퓨터와 연결되어 응답이 빠르고 통신 비용이 적음

- 중앙 컴퓨터 장애 시 전체 시스템 마비

3) bus형

- 한 개의 고속회선에 여러개의 컴퓨터 연결

- 하나 고장나도 나머지 영향 X

4) ring형

- 한 쪽 방향으로만 데이터 전송

- 두 노드사이 고장나면 전체 고장

5) mesh형(그물형)

- 모든 노드가 연결

- n(n-1)/2 개의 회선 필요

6) tree형(계층형)

- 하나의 부모 컴퓨터에 여러개의 컴퓨터 연결

- 분산처리 시스템을 구성

 

 

LAN의 표준 동향

1) 이더넷(Ethernet)

- 가장 많이 사용하는 LAN 구축방식

- 제록스사에서 개발, DEC와 인텔사가 확장

- 대부분 버스형에 많이 사용

- CSMA/CD를 MAC프로토콜로 사용

* CSMA/CD : 통신채널상태를 파악해서 통신채널이 데이터 전송을 하지 않을 때 정보를 전송하는 방식 (전송 후 충돌이 발생하면 다른 노드들에게 충돌 신호를 보내 전송을 잠시 멈췄다 전송)

* MAC(Media Access Control, 전송매체 접근 제어) : 하나의 통신된 회선에 여러대의 컴퓨터를 연결하여 통신이 가능하도록 함

2) 고속이더넷(Fast Ethernet)

- 이더넷의 고속 버전

- 100Mbps의 전송속도를 지원하는 CSMA/CD기반의 표준안

3) 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)

- 1Gbps의 전송속도를 지원하여 기존 이더넷 방식 그대로 채택

 

 

 

WAN(Wide Area Network)

- 국가, 대륙과 같이 광범위한 지역을 연결하는 네트워크

- 거리제약없음

- LAN보다 느리고, 오류 발생률 높음

 

 

WAN의 회선구성방식

1) 점대점방식(Point to Point = Peer to Peer)

- 중앙컴퓨터와 단말기를 일대일로 하나의 회선으로 연결

- 통신망을 star형으로 구성 시 사용

- 회선제어: 경쟁방식사용

2) 다중점방식(Multi-Point = Multi-Drop)

- 한개의 통신회선에 여러개의 단말기 연결

- 통신망을 bus형으로 구성 시 사용

- 회선제어: 폴링과 셀렉션사용

3) 회선다중방식(Line Multiplexing)

- 여러개의 단말기를 다중화기를 통해 중앙컴퓨터와 연결

 

 

 

WAN의 전송방식

1) 전용회선방식

- 통신 사업자가 사전에 계약을 체결한 송신자와 수신자끼리만 데이터를 교환하는 방식

- 회선이 단말기 상호간에 항상 고정되어있음

- 전송 속도가 빠르며, 오류가 적음

2) 교환회선방식

- 공중망을 활용하여 다수의 사용자가 선로를 공유하는 방식

- 교환기에 의해 단말기 상호간에 연결

- 전용회선방식에 비해 속도가 느림

2-1) 회선교환방식(Circuit Switching)

- 물리적 전용선을 활용하여 데이터 전달 경로가 정해진 후 동일경로로만 전달(사전에 전체 경로 확보 필요)

- 메세지가 발송되기 전 물리적 통신 회선 연결이 선행되어야 함

- 대역폭이 고정되어 안정적인 전송률 확보

 * 대역폭: 데이터를 동시에 전송할 수 있는 양

- 동일한 전송 속도 유지 가능

- 기억장치사용X

- 연결 후 실시간 통신 가능

- 통신회선은 공유하지 않고 일대일 방식으로 데이터만 송수신

- 통신회선 독점으로 비용이 비쌈

- 고정대역폭(Band Width) 사용

- 코드와 속도가 다른 단말기간에는 통신이 불가능

- 종류: 공간분할방식(SDS), 시분할교환방식(TDS)

2-2) 축적교환방식(Store-and-Forward)

2-2-1) 메세지교환방식(Message Switching)

- 하나의 메세지를 단위로 데이터를 저장-전달방식에 의해 교환하는 방식

- 각 메세지마다 다른 수신 주소 사용, 각 메세지마다 다른 전송 경로

2-2-2) 패킷교환방식(Packet Switching)

- 메세지를 일정한 길이의 전송단위인 패킷으로 나누어 전송

- 다수의 사용자 간 비대칭적 데이터 전송이 원활하여 모든 사용자간에 빠른 응답시간제공

- 전송 실패 시 재전송가능

- 패킷단위로 헤더를 추가하여 오버헤드 발생가능

- 축적 후 전달(store-and-forward)방식

- 종류: 가상회선방식, 데이터그램방식

 

 

패킷교환방식의 주요기능

1) 패킷다중화

2) 논리채널

3) 경로선택제어(고정경로배정방식/플러딩방식/적응경로배정방식)

4) 순서제어

5) 트래픽제어

6) 오류제어

 

 

 

네트워크 관련 장비

1) NIC(Network Interface Card)

- 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 네트워크 연결

2) 리피터(Repeater)

- 디지털 신호를 증폭시켜주는 역할

- 전송되지 못한 신호 재전송

- OSI 7 참조모델의 1계층에서 동작

3) 허브(Hub)

- 네트워크에 연결된 각 회선이 모이는 접선장치

- 각 회선을 통합적으로 관리하는 장비

- 한 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터를 연결

4) 브리지(Bridge)

- 두 개의 LAN이 데이터링크계층에서 서로 결합되어 있는 경우 이들을 연결하는 장비

- LAN과 LAN을 연결, LAN안에서 세그먼트 연결

- 포트들이 같은 속도를 지원

- OSI 7 참조모델의 2계층에서 동작

5) 스위치(Switch)

- =브리지(두 개의 LAN연결)

- 브리지에 비해 속도가 빠름(스위치는 하드웨어 처리방식이고, 브리지는 소프트웨어적으로 프레임을 처리하기 때문)

- 포트들이 서로 다른 속도를 지원

- 브리지에 비해 제공하는 포트 수가 훨씬 많음

- OSI 7 참조모델의 2계층에서 동작

6) 라우터(Router)

- 서로 다른 형태의 네트워크를 상호접속하는 3계층 장비

- OSI 7 참조모델의 3계층에서 동작

7) 게이트웨이(Gateway)

- 프로토콜 구조가 다른 네트워크 연결 수행

- 서로 다른 프로토콜을 사용하는 망 연결

- OSI 7 참조모델의 전 계층(1~7계층)에서 동작

 

 

 

스위치종류

L2스위치: 가장 원초적인 스위치

L3스위치: IP레이에서의 스위칭 수행, 라우터와 경계가 모호

L4스위치: TCP/UDP등 스위칭 수행, 응용계층에서 파악이 가능한 것은 로드벨런싱 수행 불가

 

 

 

OSI 7 참조모델과 네트워크 장비

1계층 - 물리계층(리피터, 허브)

2계층 - 데이터계층(브리지, 스위치)

3계층 - 네트워크계층(라우터)

4계층 - 전송계층

5계층 - 세션계층

6계층 - 표현계층

7계층 - 응용계층

전계층(게이트웨이)

 

 

 

OSI 7 계층(OSI 7 Layer)

1) 물리계층(Physical Layer)

- 전송에 필요한 두 장치의 전기적, 기계적, 기능적, 절차적 기능 정의

- 전송매체(허브, 네트워크카드, 케이블,리피터)를 이용하여 비트(Bit)를 전송

- RS-232C, X.21

2) 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

- 내부 네트워크의 오류제어, 흐름제어

- 현재 노드와 다음 노드의 물리적 주소를 포함하여 프레임(Frame)구성

- HDLC, LLC, LAPB, LAPD, ADCCP

3) 네트워크 계층(Network Layer)

- 논리주소지정, 네트워크 관리(패킷의 최적 경로 설정)

- X.25, IP

4) 전송계층(Transport Layer)

- 외부 네트워크의 종단간(End to End) 오류제어, 흐름제어

- TCP, UDP

5) 세션계층(Session Layer)

- 송수신 측 간의 관련성 유지 및 제어

- 회화구성(반이중, 전이중), 동기제어, 데이터 교환 관리, 프로세스간 연결 확립/관리/단절

6) 표현계층(Presentation Layer)

- 응용계층으로 보내기 전 형태 변환

- 코드변환, 암호화, 복호화, 구문검색

7) 응용계층(Application Layer)

- 응용프로그램간의 네트워크 서비스

- HTTP, SNMP, FTP, TELNET

* 하위계층: 물리계층, 데이터링크계층, 네트워크계층, 전송계층

* 상위계층: 세션계층, 표현계층, 응용계층

 

 

PDU(Protocol Data Unit)

- OSI 7 계층에서 동일 계층 간 데이터를 전송하는 기본 단위

물리계층) 비트(Bit)

데이터링크계층) 프레임(Frame)

네트워크계층) 패킷(Packet)

전송계층) 세그먼트(Segment), 데이터그램(Datagram)

세션/표현/응용계층) 메세지(Message)

 

 

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