정보처리산업기사 - 응용 SW 기초 기술 활용 - 정보 통신망 기술

※ 공부 내용의 복습 개념으로 정리된 글입니다. - 출처 시나공 

 

회선 교환 방식

회선  교환망(Circuit Switched Network)은 통신을 원하는 두 지점을 교환기를 이용하여 물리적으로 접속시키는 방식으로, 기존의 음성 전화망이 대표적입니다.

• 데이터 전송 전에 먼저 통신망을 통한 연결이 필요합니다.
• 접속이 되고 나면 그 통신 회선은 전용 회선에 의한 통신처럼 데이터가 전달됩니다.(고정 대역 전송)
• 접속에는 긴 시간이 소요되나 일단 접속되면 회선 교환기 내에서의 전송 지연이 거의 없어 실시간 전송이 가능합니다.
• 전송된 데이터의 오류 제어나 흐름 제어는 사용자에 의해 수행됩니다.
• 통신 과정 : 호(링크) 설정 → 데이터 전송  → 호(링크) 해제

 

패킷 교환 방식

패킷 교환 방식(Packet Switching)은 메시지를 일정한 길이의 패킷으로 잘라서 전송하는 방식입니다.

• 응답 시간이 빠르므로, 대화형 응용이 가능합니다.
• 음성 전송보다 데이터 전송에 더 적합합니다.
• 코드 및 속도 변환이 가능합니다.
• 패킷망 상호 간의 접속을 위한 프로토콜은 X.75입니다.
• 하나의 회선을 여러 사용자가 공유할 수 있으므로 회선 이용률이 높습니다.
• 통신량의 제어를 통한 망의 안정성을 높일 수 있습니다.
• 전송 시 교환기, 회성 등에 장애가 발생하여도 다른 정상적인 경로를 선택하여 우회할 수 있습니다.
• 패킷 교환 방식은 트래픽 용량이 큰 경우, 즉 데이터 교환이 많은 경우 유리합니다.
• 대량의 데이터 전송 시 전송 지연이 많아집니다.
• 대역폭 설정이 유동적입니다.
• 패킷 교환망의 기능 : 패킷 다중화, 경로 제어, 논리 채널, 순서 제어, 트래픽 제어, 오류 제어

패킷 교환 방식의 종류

• 가상 회선 방식
  • 단말기 상호간에 논리적인 가상 통신 회선을미리 설정하여 송신지와 수신지 사이의 연결을 확립한 후에 설정된 경로를 따라 패킷들을 순서적으로 운반하는 방식입니다.
  • 통신이 이루어지는 컴퓨터 사이의 데이터 전송의 안정, 신뢰성이 보장됩니다.
  • 패킷의 송 · 수신 순서가 같습니다.
  • 통신 과정 : 호 설정 → 데이터 전송 → 호 해제
• 데이터 그램 방식
  • 연결 경로를 설정하지 않고 인접한 노드들의 트래픽(전송량) 상황을 감안하여 각각의 패킷들을 순서에 상관없이 독립적으로 운반하는 방식입니다.
  • 패킷마다 전송 경로가 다르며, 송 · 수신 순서가 다를 수 있습니다.
  • 부하가 적거나 간헐적인 간혈적인 통신에 적합합니다.

 

 

LAN

LAN(근거리 통신망, Local Area Network)은 광대역 통신망과는 달리 학교, 회사, 연구소 등 한 건물이나 일정 지역 내에서 컴퓨터나 단말장치들을 고속 전송 회선으로 연결하여 프로그램 파일 또는 주변장치를 공유할 수 있도록 한 네트워크 형태입니다.

• 단일 기관의 소유, 제한된 지역 내의 통신입니다.
• 광대역 전송 매체의 사용으로 고속 통신이 가능합니다.
• 경로 선택이 필요 없고, 오류 발생률이 낮습니다.
• 전송 매체로 꼬임선, 동축 케이블, 광섬유 케이블 등을 사용합니다.
• 전송 방식으로 베이스밴드와 브로드밴드 방식이 있습니다.
• 망의 구성 형태에 따라 스타형, 버스형, 링형, 트리형, 망형으로 분류할 수 있습니다.
• LAN의 계층 구조는 물리 계층과 데이터 링크 계층으로 나누어집니다.

물리 계층	OSI 7계층의 물리 계층과 동일한 기능을 제공합니다.
데이터 링크 계층	● 매체 접근 제어(MAC) 계층과 논리 링크 제어(LLC) 계층으로 나누어집니다. ● 매체 접근 제어(MAC) 방식의 종류 : CSMA, CSMA/CD, 토큰 버스, 토큰 링

• IEEE 802의 주요 표준 규격

802.1	전체의 구성	802.6	도시형 통신망(MAN), DQDB(이중 버스 통신망)
802.2	논리 링크 제어(LLC)
802.3	CSMA/CD 방식	802.11	무선 LAN
802.4	토큰 버스 방식	802.15	WPAN, 블루투스
802.5	토큰 링 방식

 

CSMA / CD 방식

CSMA/CD 방식은 CSMA 방식에서와 같은 충돌이 발생하는 문제점을 해소하기 위해 CSMA 방식에 충돌 검출 기능과 충돌 발생 시 재송신하는 기능을 부가했습니다.

• CSMA/CD 방식은 통신 회선이 사용중이면 일정 시간 동안 대기하고, 통신 회선 상에 데이터가 없을 때에만 데이터를 송신하며, 송신중에도 전송로의 상태를 계속 감시합니다.
• 송신 도중 충돌이 발생하면 송신을 중지하고, 모든 노드에 충돌을 알린 후 일정 시간이 지난 다음 데이터를 재송신합니다.
• 성형 또는 버스형 LAN에서 가장 일반적으로 사용됩니다.
• 전송량이 적을 때 매우 효율적이고 신뢰성이 높습니다.

이더넷(Ethernet)

이더넷(Ethernet)은 CSMA/CD 방식을 사용하는 LAN으로, 가장 많이 보급된 네트워크입니다.

• 제록스, DEC, 인텔 등에 의해 개발되었으며, IEEE 802.3에 정의되었습니다.
• 이더넷 시스템의 규격

10 BASE T	10은 전송 속도가 10Mbps, BASE는 베이스밴드 방식, T는 전송 매체로 꼬임선(Twisted Pair Wire) 케이블을 사용함을 나타냅니다.
10 BASE 2	얇은 동축 케이블을 이용하며, 2는 한 세그먼트의 최장 거리가 약 200m임을 나타냅니다.
10 BASE 5	굵은 동축 케이블을 이용하며, 5는 한 세그먼트의 촤장 거리가 약 500m임을 나타냅니다.
10 BASE F	F는 광섬유 케이블을 이용하는 이더넷임을 나타냅니다.

• 고속 이더넷(Fast Ethernet)
  • 100 BASE T라고도 불리는 이더넷의 고속 버전으로, CSMA/CD를 사용하며, UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블을 이용해 100Mbps의 속도로 전송합니다.
• 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)
  • CSMA/CD를 사용하며, 1Gbps의 전송 속도를 지원, 기존의 이더넷 및 고속 이더넷과 완벽한 호환성을 갖습니다.

 

※ CSMA/CD의 의미

• CS(Carrier Sense)
  • 통신 회선이 사용 중인지를 점검합니다.
• MA(Mulitiple Access)
  • 통신 회선이 비어 있으면 누구든지 사용이 가능합니다.
• CD(Collision Detection)
  • 데이터 프레임을 전송하면서 충돌 여부를 조사합니다.

 

네트워크 관련 장비

• 허브(Hub)
  • 한 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치로, 각 회선을 통합적으로 관리하며 신호 증폭 기능을 하는 리피터의 역할도 합니다.
• 리피터(Repeater)
  • 물리 계층의 장비로, 전송되는 신호를 재생해줍니다.
• 브리지(Bridge)
  • 데이터 링크 계층의 장비로, LAN과 LAN을 연결하거나 LAN 안에서의 컴퓨터 그룹을 연결합니다.
• 라우터(Router)
  • 네트워크 계층의 장비로, 동종의 LAN과 LAN의 연결 및 경로 선택, 서로 다른 LAN이나 LAN과 WAN을 연결합니다.
• 게이트웨이(Gateway)
  • 프로토콜 구조가 전혀 다른 네트워크(망)의 연결을 수행하는 장비로, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층 간의 연결하여 데이터 형식 변환, 주소 변환, 프로토콜 변환 등을 수행합니다.

 

인터넷 주소 체계

IP 주소

IP 주소(Internet Protocol Address)는 인터넷에 연결된 모든 자원을 구별하기 위한 고유한 주소입니다.

• 숫자로 8비트씩 4부분, 총 32비트로 구성되어 있습니다.
• IP 주소는 네트워크 부분의 길이에 따라 A 클래스에서 E 클래스까지 총 5단계로 구성되어 있습니다.

IPv6 주소

IPv6(Internet Protocol version 6)은 현재 사용하고 있는 IP 주소 체계인 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발되었습니다.

• 16비트씩 8부분, 총 128비트로 구성되어 있습니다.
• 각 부분을 16진수로 표현하고, 콜론(:)으로 구분합니다.
• IPv4에 비해 자료 전송 속도가 빠릅니다,
• 인증성, 기밀성, 데이터 무결성의 자원으로 보안 문제를 해결할 수 있습니다.
• IPv4와 호환성이 뛰어납니다.
• 실시간 흐름 제어로 향상된 멀티미디어 기능을 지원합니다.
• Traffic Class, Flow Label을 이용하여 등급별, 서비스별로 패킷을 구분할 수 있어 품질 보장이 용이합니다.
• 기본 헤더 뒤에 확장 헤더를 더함으로써 더욱 다양한 정보의 저장이 가능해져 네트워크 기능 확장에 용이합니다.
• 유니캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트의 세 가지 주소 체계로 나누어집니다.

 

※ 인증성

사용자의 식별과 접근 권한 검증

 

※ 기밀성

시스템 내의 정보와 자원은 인가된 사용자에게만 접근 허용

 

※ 무결성

시스템 내의 정보는 인가된 사용자만 수정 가능

 

※ Traffuc Class(트래픽 클래스)

IPv6 패킷의 클래스나 우선 순위를 나타내는 필드

 

※ Flow Label(플로우 레이블)

네트워크 상에서 패킷들의 흐름에 대한 특성을 나타내는 필드

 

※ 헤더(Header)

패킷 전송시 제일 앞에 배치되는 영역으로, IP 주소의 버전, 인증 정보, 패킷에 대한 정보, 출발 주소, 도착 주소 등의 다양한 정보를 포함

 

셀룰러 시스템

셀룰러(Cellular) 시스템은 서비스 지역을 셀(Cell)이라는 여러 개의 영역으로 나눈 후 각 셀마다 하나의 기지국을 설치하여 인접 셀 간에는 상호 간섭을 받지 않도록 하고, 어느 정도 떨어진 셀 간에는 동일 주파수 채널을 사용하도록 하는 방식입니다.

 

• 주파수 재사용(Frequency Reuse)
  • 인접하지 않은 셀은 같은 주파수를 다시 사용합으로써 통화량을 늘리고, 회선의 사용을 극대화할 수 있습니다.
• 핸드오프(Hand-off, Hand-over)
  • 가입자가 서비스 중인 기지국 영역을 벗어나 다른 기지국으로 이동할 때, 통화가 단절되지 않도록 통화 채널을 자동으로 전환하는 기능입니다.
• 로밍(Roaming) 서비스
  • 가입자가 자신의 홈 교환국을 벗어나 타 교환국에 있어도 서비스를 받을 수 있는 것을 의미합니다.
  • 로밍은 한 사업자의 교환국 사이에서뿐만 아니라 사업자 간, 국가 간에서도 가능합니다.

 

※ 홈 교환국(Home Switch Office)

• 홈 교환국은 이동 전화 가입자의 정보를 최초로 등록한 교환국을 의미합니다.
• 홈 교환국은 자신에게 등록된 가입자에 대한 각종 정보를 교환기 내에 있는 '홈 가입자 위치 등록기(HLR, Home Location Register)' DB에 저장합니다.
• 타 교환국에는 '방문자 위치 등록기(VLR, Visitor Location Register)' 라는 것이 있어 홈 교환국으로부터 자료를 전송받아 홈 교환국 밖으로 이동해도 통화가 가능하게 하는 것입니다.

 

ATM

ATM(Asynchronous Transfer Mode, 비동기 전송 모드)은 교환 전화 등에 쓰이는 회선 교환과 패킷 교환의 장점을 결합한 교환 및 다중화 기술입니다.

• ATM은 모든 데이터를 셀(Cell)로 분할하여 비동기식 시분할 다중화 방식으로 전송합니다.
• 셀은 53Byte의 작은 크기이며, 고정 길이입니다.
• 고속, 광대역, 멀티미디어 통신을 모두 수용할 수 있는 기술입니다.
• 속도가 빠르고, 효율이 높습니다.
• 다양한 서비스를 실시간으로 지원합니다.

 

※ 53Byte

5Byte : 헤더

48Byte : 사용자 정보