[e-koreatech/네트워크 기초] 01. 네트워크 개요

정의 및 구성

1. 네트워크의 개념

정보(신호)란 무엇인가?

- 네트워크상 상호간에 통신을 수행하기 위한 가장 기본적인 자원

- 크게 음성, 데이터, 화상 등으로 나눌 수 있다.

네트워크란 무엇인가?

- Net + Work : 그물작업

- 어떠한 연결을 통해 정보들을 서로 공유하고 상호 정보교환을 수행하는 형태

- 컴퓨터나 통신기기들을 이용한 연결 형태를 의미

2. 네트워크의 분류

전송방식

- 아날로그 통신망 : 음성이나 화상 등의 아날로그 정보를 진폭, 위상, 주파수 형으로 전송하는 통신망

- 디지털 통신망 : 데이터 통신망과 상호 접속시켜 음성, 데이터 등 다양한 서비스를 제공할 수 있는 통신망

연결형태

- 성형, 버스형, 링형, 트리형, 그물형, 혼합형이 있다.

망의 규모

- LAN : 수 Km 내의 통신 연결을 한다.

- MAN : 도시 한 개 정도 지역의 통신 연결을 한다.

- WAN : 광대역 지역간의 통신 연결을 한다.

통신방법

- 회선 교환망(Circuit Switching Network)

: 발신 기기의 접속 정보(다이얼 숫자 등)로부터 교환기가 착신 기기까지의 회선을 설정한 후 통신 정보를 송수신하는 통신방식을 취하는 교환망

ex) 전화

- 패킷 교환망(Packet Switching Network)

: 정보의 송수신을 패킷 교환 방식으로 실현하는 교환망

ex) 인터넷

- 메시지 교환망(Message Switching Network) 

: 교환기가 일단 호출자의 전체 메시지를 받았다가 이를 적절한 경로를 통해 수신자에게 전달하는 교환망

→ 메시지 전달이 주목적이며, 빠른 응답을 요구하는 응용에는 부적합하다.

서비스 별

- 부가가치 통신망(VAN : Value Added Network) 

: 공중 통신 사업자로부터 회선을 대여받아 고도의 통신 처리 기능으로 부가 가치를 높여 서비스를 제공하는 통신망

- 종합정보통신망(ISDN : Integrated Service Digital Network) 

: 성격이 다른 서비스를 종합적으로 취급하는 디지털 통신망

- 공중망(Public Network) 

: 통신 사업자나 통신 주관청이 제공하는 교환 접속형 통신망

3. 네트워크의 구성요소

메세지

- 통신의 대상이 되는 데이터

송신 장치

- 수신측으로 보낼 데이터를 만드는 장치

ex) 텍스트, 숫자, 그림, 화상 이나 이것들을 조합하여 만든 데이터

수신 장치

- 메시지를 수신하는 장치

ex) 컴퓨터, 전화기, TV

전송매체

- 네트워크 신호를 네트워크 상에서 전달해주는 매체

ex) 동축케이블, 구리선, 광섬유, 무선매체 등

프로토콜

- 송·수신측 간의 통신 방법에 대한 규정

프로토콜과 표준기구

1. 프로토콜

프로토콜

- 서로 다른 시스템에 있는 개체(entity)의 통신을 원활하게 하기 위해 만든 통신규약

- 프로토콜이 서로 간에 정해지지 않았다면, 네트워크는 연결이 되지 X

- 서로 간에 자유롭고 효율적인 통신을 하기 위해 통일된 프로토콜의 표준화가 필요

프로토콜의 주요요소

- 구문(Syntax)

: 데이터 구조나 형식을 말한다.

- 의미(Semantics) 

: 각 부분들의 실제적 의미를 나타낸 것

: 각 부분들을 위한 조정과 에러관리를 위한 제어정보를 포함

ex) 메시지가 채택할 경로, 최종 목적지를 나타냄

- 타이밍(Timing)

: 데이터의 전송속도, 전송시기 결정을 가르킨다.

2. 표준

표준이란?

- 일정한 규칙을 따르려는 일련의 동작들

- 네트워크상에서 에러나 트래픽을 피하기 위한 통제

표준의 범주

- 사실표준(De Facto Standard) : 공식기관에 의해 입법화된 표준은 아니나 널리 현재 산업계에서 사용되고 있는 표준(TCP/IP)이다.

ex) TCP/IP model

- 법률표준(De Jure Standard) : 공식기관에 의해 입법화된 표준

ex) OSI 7 Layer model

3. 표준제정위원회

국제표준기구(ISO), 미국국립표준협회(ANSI), 국제전기통신연합(ITU-T), 전기전자공학과(IEEE), 한국정보통신기술협회(TTA), 전자산업협회(EIA),

한국전자통신연구소 표준연구센터

기본구조

1. 회선구성

회선구성

- 통신기기와 통신기기를 링크로 연결하는 행위

회선구성방법

- 점 대 점 연결(Point to Point Connection) : 1 대 1 통신기기들 간의 전용 링크를 제공

ex) 리모콘과 TV, 전화

- 다중점 연결(Multipoint or Multidrop Connection) : 하나의 링크를 다수의 통신기기가 공유

* 장점 : 데이터 내용이 적을 떄 효과적, 설치비용이 점대점 연결보다 저렴

* 단점 : 링크 고장 시 고장지점 이후 장치들은 사용하지 못함

2. 접속형태(Topology)

접속형태(Topology)

- 장치들의 물리적이거나 논리적인 네트워크 구조

- 노드들과 연결된 링크들을 포함한 네트워크의 배열

접속형태의 종류

- 버스형(Bus Topology)

: 다중점 연결 형태

: 버스라 불리는 공통 배선을 모든 노드들이 공유

: 근거리 통신망(LAN)의 일반적인 방식

: 특정 노드의 상태에 따라 네트워크 상태가 변하지 않음

: 전송형태는 브로드캐스팅

* 장점

: 설치비용이 저렴

: 구조가 간단하고 작은 네트워크에 유용하며 사용이 용이

* 단점

: 네트워크 트래픽이 많을 경우 네트워크 효율이 떨어짐

: 전송 중 다른 컴퓨터에서 연결하기 위해서 끼어드는 횟수가 많아지면 대역폭을 낭비할 수 있음

: 연결점이 하나이기 때문에 연결된 통신장치 중에 한개만 고장 날 시에도 전체 네트워크에 영향을 미침

- 스타형(성형 Star Topology)

: 모든 통신기기들이 하나의 중앙제어장치에 연결

: 내부적으로 논리적 버스형의 구현

: 중앙 집중적인 자원과 관리

: 모든 통신기기는 중앙제어장치를 통해서만 전체 네트워크에 신호를 전송

* 장점

: 새로운 통신장치의 추가나 변경 용이

: 네트워크 오류 발견과 수리가 용이

: 한 통신장치의 오류가 전체 네트워크에 영향을 주지 않음

* 단점

: 중앙제어장치 고장 시 네트워크 전체가 통신불능 상태

: 많은 양의 케이블을 사용하므로 설치비용이 많이 소요

- 트리형(Tree Topology)

: 중앙제어장치와 2차 중앙제어 장치

: 여러 개의 작은 버스형 토폴로지를 계층적으로 연결

* 장점

: 하나의 중앙제어장치에 더 많은 장치 연결 가능

: 우선순위 지원 가능

* 단점

: 중앙제어장치 지점에서 갑작스러운 트래픽 증가 현상이 발생할 수 있음

: 네트워크 마비될 수 있음

- 링형(Ring Topology)

: 모든 통신장치들이 원형으로 둘러싸여 링크에 연결

: 데이터의 흐름은 한 방향

: 네트워크 상의 통신장치들은 리피터 역할
(리피터란, 신호 증폭 및 다음 구간으로 재전송시키는 장치)

* 장점

: 한 통신장치가 네트워크를 독점하여 사용할 수 없음

: 설치와 재구성이 용이

: 접속상태에서 결함 분리가 간단 

* 단점

: 링 내의 한 노드가 손상되면 전체 네트워크가 손상

: 한 방향으로 통신하므로 문제발견 및 해결이 어려움

- 매쉬형(Mesh Topology)

: 모든 노드들이 연결된 형태

: 문제해결이 쉽고 오류에 강함

: 여분의 경로로 인해 오류의 영향을 적게 받음

* 장점

: 분산 연결 구성으로 오류 및 문제 해결이 비교적 쉬움

* 단점

: 중복 경로에는 케이블이 다른 토폴로지에 필요한 것보다 더 많이 필요하므로 비용이 많이 들기 때문에 실제 사용은 드묾

- 혼합형(Hybrid Topology)

                        

: 여러 가지의 토폴로지가 서로 연결되어 규모가 큰 접속형태를 구성 할 수 있게 함

: 일반적으로 스타-버스형 토폴로지와 스타-링형 토폴로지 두 종류의 혼성기술이 많이 사용

3. 통신방식

단방향(Simplex)

- 송신자와 수신자가 고정되어 있고 항상 한 방향으로만 데이터를 전송하는 방식
   ex) 키보드, 모니터

반이중(Half-Duplex)

- 송신자와 수신자가 필요에 따라 교대하는 방식으로서 양방향 어느 쪽으로도 데이터를 전송 가능

- 동시 통신은 불가능

ex) 무전기

전이중(Full-Duplex)

- 송신을 하면서 동시에 수신도 할 수 있는 방식

ex) 전화

네트워크의 범주

1. 근거리 통신망(LAN)

LAN : Local Area Network

- 좁은 지역(수 Km)내의 개인 소유나 단일 사무실, 건물 혹은 학교 들에 있는 장치들을 연결

- 근거리 통신망 내의 정보기기, 소프트웨어, 데이터베이스 등을 공유

- 통신속도는 보통 10~100Mbps이며, 최근 1Gbps와 10Gbps급 등장

2. 도시 통신망(MAN)

MAN : Metropolitan Area Network

- 기업, 가정, 학교 등을 모두 포함한 1개 도시 정도의 지역을 연결

- 데이터, 음성, 화상을 종합적으로 전송

- 전송 매체로 주로 광섬유로 사용

- 통신속도는 1.544~155Mbps

3. 광역 통신망(WAN)

WAN : Wide Area Network

- 국가, 대륙 등과 같은 넓은 지역을 연결하는 네트워크

- 데이터 음성, 화상 정보의 장거리 전송 가능