[02]-05 네트워크 일반

1. 네트워크 개념 이해

1) 네트워크와 프로토콜

• 네트워크 (Network)

: 송신지에서 수신지에게 데이터를 전달하는 과정의 모든것

 

• 프로토콜 (Protocol)

: 네트워크 상에서 송수신 하기위한 협약 (메시지 포멧, 데이터 전송 시기, 응답 형태 등등)

- Ex) OSI 7계층, TCP/IP 

 

2) 네트워크 분류

구분	개념	특성
PAN (Personal Area Network)	3M 이내 인접 지역 간 통신	- 초인접 지역간 통신으로 거리가 짧음 - 무선의 WPAN이 많이 활용
LAN (Local Area Network)	근거리 네트워크 통신	- 단일 기관 소유의 네트워크 (수 KM) - WAN보다 빠른 통신 속도
WAN (Wide Area Network)	광대역 네트워크 (LAN 간의 상호 연결망)	- LAN에 비해 에러율이 높고, 속도가 느림 - 라우팅 알고리즘이 필요 - 흐름 제어 및 과도한 지연 제거
MAN (Metropolitan Area Network)	LAN과 WAN읜 중간 형태 네트워크 (데이터, 음성, 영상 등을 지원하기 위해 개발)	- 중간 크기의 네트워크 서비스 범위 (75KM) - 동축 케이블, 광케이블 사용 - DQDB(Distribute Queue Dual Bus)

 

• 데이터 전송 방식 (세션 계층)

- 단방향 (Simplex) : 단일 방향

- 반이중 (Half Duplex) : 각지국은 송수신이 가능 But. 동시 송수신 불가

- 전이중 (Full Duplex) : 동시에 양방향 송수신 가능

 

3) 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식

• 회선 교환 방식 (Circuit Switching)

구분	내용
특징	- 전송 전에 회선이 전용선으로 설정 -> 동일한 경로 독점 - 회선 해제 요청 전까지는 계속 접속 유지 - 전송 시작 후 오버헤드 X - point-to-poing 전송 - 에러제어, 흐름제어는 사용자가 직접 수행
장점	- 대용량 데이터 고속 전송 (고정 대역폭 사용) - 접속 후 항상 유지되어 지연 X, 데이터 전송률 일정 - 아날로그나 디지털 데이터로 직접 전달 - 연속적인 전송에 적합 (실시간)
단점	- 회선 이용률 면에선 비효율적 - 다양한 속도를 지닌 개체는 속도 통신 제약 - 같은 전송률과 같은 기종 사이에만 송수신 - 에러없는 전송이 요구되는 구조에서는 부적합 - 고가의 통신비용

 

• 패킷 교환 방식 (Packet Switching)

구분	내용
특징	- 패킷 다중화, 논리 채널, 라우팅 제어, 순서 제어, 트래픽 제어, 오류제어 - 수신된 패킷 저장 가능 (대기 큐)
장점	- 회선 이용률 높음 - 속도 변환, 프로토콜 변환 가능 + 음성 통신 가능 - 고신뢰성 : 라우팅 및 장애판단으로 우회 가능 - 고품질 : 디지털 전송 및 오류 발생 시 재전송 하는 오류 검사 가능 - 고효율 : 다중화 사용 - 이 기종 단말 통신 가능
단점	- 각 교환기의 경로에서 가변적 지연 발생 (전송량에 따라 지연 심화) - 패킷별 헤더 추가로 인한 오버헤드 발생 가능성 존재

 

• 패킷 교환 방식

• 가상 회선 (Virtual Circuit)
  - 패킷 전송 전 논리적 연결 수행
  - 호출 요구 후 호출 수신 패킷 전송하여 연결
  - 일정한 전송률 보장 불가
  - 긴 메시지 전송 시 효과적
  - Clear Request 패킷으로 접속 종료
  
  
• 데이터 그램 (Datagram)
  - 미리 정해진 경로 없이 독립적으로 처리
  - 같은 목적지의 패킷도 같은 경로를 거치지 않고 서로 다른 경로를 통해 목적지 도달
  - 혼잡한 구역을 피해 융통성 있는 경로 지정
  - 오류 교환기를 우회 하는 경로 선택으로 신뢰 가능
  - 짧은 메시지 패킷 전송시 효과적/ 재정렬 기능 필요

 

 

2. 네트워크 토폴로지

: 컴퓨터 네트워크 요소 (링크, 노드 등) 물리적으로 연결해 놓은 방식

 

• 네트워크 토폴로지 구성

• 계층형 (트리형)

구분	개념	장점	단점
계층형 (트리형)	- 트리 구조로 최상위 노드가 네트워크 제어	- 통제 및 유지보수 용이 - 단말기의 추가/제거시 에러 발생 쉬움	- 병목현상 발생 - 중앙 노드 장애시 하단 노드까지 장애
수평형 (버스형)	- 중앙 통신 하나에 여러 노드를 연결 - 근거리 통신망	- 하나의 노드가 다운되도 다른 노드는 장애 없음 - 신규 DTE 추가 삭제 용이	- 우선순위 제어 어려움 - 통신 회선 길이 제한 - 충돌 문제 발생
성형 (스타형)	중앙에 있는 노드 중심으로 터미널이 연결된 중앙 집중형	- 유지보수 및 관리 용이 - 장애 발생 단말 발견 쉬움	- 중앙 노드 장애시 전체 장애 - 통신망 제어 복잡
원형 (링형)	- 인접해 있는 노드끼리 연결 - 매체 엑세스 방식	전송 매체와 DTE 고장시 발견 용이	- 단말기 추가 및 삭제 어려움 - 전송 지연 발생 시 중계기 기능 필요
망형 (그물형)	모든 노드들이 상호 연결	- 통신 회선 장애 시 우회 가능 - DTE 고장과 병목현상에 대한 면역	- 가장 많은 통신 선로 필요 - 구축 비용 상승

 

3. OSI 7계층

: 개방형 시스템 네트워크의 효율적인 이용을 위하여 모든데이터 통신 기준으로 계층을 분할 한것

- 정보가 전달 되는 Framework 제공 및 네트워크 형태에 차이가 발생해도 통신 지원

 

• OSI 7계층 구조

OSI 7계층	내용	프로토콜	H/D 장비
1. Physical	- 전기적, 기계적 연결 - Data Bit 단위 전송	동축케이블, 광섬유, Twisted Pair Cable	- 케이블 - Repeater : 증폭기
2. Data Link	- 물리주소 결정 - 에러제어, 흐름제어, 데이터 전송 - Frame 단위	- 흐름제어, 오류제어 - 브리지, PPTP, L2TP, HDLC - Frame Relay	- Bridge - Switch
3. Network	- 라우팅 수행 - IP (논리적 연결) - 데이터 흐름 조절, 주소 지정 메커니즘  - Packet 단위	- IP, ICMP, IGMP, ARP - 라우팅 프로토콜 (OSPF, RIP, BGP)	Router
4. Transport	- 가상 연결, 에러 제어, Data 흐름 제어 - End-to-End 논리적 주소 연결 - 신뢰도, 품질 보증, 오류탐지 및 교정 - Segment 단위	TCP, UDP
5. Session	- 세션 연결 및 동기화 수행 - 통신 방식 결정 - 가상 연결을 제공	반이중, 전이중, 완전이중
6. Presentation	- 포멧 기능, 압축, 암호화 - 텍스트 및 그래픽 정보를 컴퓨터가 이해 간으한 16진수로 변환	- 암축, 암호, 코드 변환 - GIF, ASCII, EBCDIC
7. Application	- 사용자 소프트웨어를 네트워크에 접근 시킴 - 사용자에게 제공하는 최종 서비스	FTP, SNMP, HTTP, Mail, Telnet 등	Gateway

 

• 데이터 전송 방식

구분	직렬 전송 (Serial Tansmission)	병렬 전송 (Parallel Transmission)
정의	한 문자의 각 비트 열을 하나으 전송 선로로 순차 전송(모뎀)	한 문자를 이루는 각 비트가 각각의 전송로를 통해 한꺼번에 전송 (프린터)
특징	- 시프트 레지스터를 이용하여 병렬을 직렬화해 송신 - 동기 전송 방식 요구	송수신 문자 간격을 식별하는 스트로브 신호와 BUSY 신호로 다음 문자 송신 시기 결정
장점	- 전송 에러가 적음 - 장거리 적합 - 구축 비용 저렴	단위 시간에 다량의 데이터 고속 전송
단점	저속 전송	- 전송 길이가 늘어나면 에러율 증가 - 구축 비용 큼

 

• 동기 방식

구분	비동기 방식 (Asynchronous Method)	동기 방식 (Synchronous Method)
정의	한번에 한 문자씩 전송	전송할 데이터를 블록단위로 쪼개어 전송
특징	패리티 비트 사용	제어 정보를 데이터 앞뒤에 붙여 프레임 구성
전송 단위	문자 단위 비트	프레임
에러 검출	패리티 비트	CRC
오버헤드	문자당 고정 크기	프레임당 고정 크기
전송 속도	저속 (2000bps 이하)	고속 (2000bps 이상)
전송 효율	낮음 (휴지 간격 발생)	높음 (휴지간격 없음)
장점	동기화 단순 및 저렴	원거리 전송 효과적
단점	- 문자당 2~3bit 오버헤드 발생 - 프레임 에러 발생 가능성	- 에러 발생 확률 높음 - 고가 (별도의 하드웨어 장치 필요)

 

4. TCP/IP 4계층

: OSI 7계층보다 먼저 만들어지고 가장 많이 사용

 

• TCP/IP 구조

OSI 7계층	TCP/IP 4계층	내용
Physical	Network Access	- 물리적 연결 구성 - 케이블, 송수신기, 링크 프로토콜, LAN 접속
Data Link
Network	Internet	- Datagram 정의 및 Routing - IP, ARP, RARP, ICMP, IGMP
Transport	Transport	- 실질적인 데이터 전송 - Port 보유 및 프로세스 연결 or 해제 - TCP, UDP
Session	Application	- 네트워크를 실제로 사용하는 응용 프로그램 구성 - FTP, HTTP, Telnet, SNMP, Mail 등등
Presentation
Application