네트워크란? 지역적으로 분산된 위치에 있는 컴퓨터 시스템 간에 데이타 통신을 하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어들의 집단을 네트워크(Network)라 합니다. 사용자는 미리 약속된 프로토콜을 이용해서 네트워크로 데이터 전송 및 처리를 할 수 있습니다. 네트워크는 다른 표현으로 "데이터 통신"이라 할 수 있습니다.
데이타의 전송속도 1. bps(bit per second)
단위시간(1초) 당 전송되는 데이터의 양을 bit로 표시한 것.
1,000을 단위로 하여 Kbps, Mbps로 표시합니다.(예) 모뎀의 속도를 56Kbps라고 하는데 어느 정도의 속도일까.....?
56Kbps = 56 * 1000bps = 56000bps
따라서, 통신에서 영어1자는 10bit, 한글1자는 20bit이므로 56Kbps모뎀에서
1초동안 영어는 5600자, 한글은 2800자 정도를 전송할 수 있는 속도입니다.
10Mbps = 10Kbps * 1000 = 10,000Kbps
10Mbps = 10bps * 1000 * 1000= 10,000,000bps
2. baud(보오드 또는 보)
초당 신호변화 또는 상태변환(몇 회의 변조가 이루어졌는지)을 나타내는 단위.3. 주파수(frequency)
신호가 1초동안 몇 번 진동하는가를 나타내는 것.
주파수 대역폭(Bandwidth)은 신호가 가지는 주파수의 범위 즉, 가장 높은 주
파수와 가장 낮은 주파수의 차이값으로 신호가 전달하는 정보량은 주파수 대
역폭에 비례합니다.
데이터통신의 분류
데이타 통신은 어떤 전송회선(전송매체)를 사용하는지, 어떤 통신방식을 사용하는지에 따라 분류할 수 있습니다.
전송회선에 따른 분류 1. 이중나선(Twisted-pair wire;구리선) 통신
여러 개의 구리선을 하나로 묶고, 이들을 꼬아서 만든 회선으로 디지털 신호와 아날로그 신호의 전송에 모두 사용할 수 있으며, 음성통신회선(전화회선)과 건물 안의 통신회선(LAN)에 주로 사용합니다.
가격이 저렴하고 설치가 간편하나 다른 전기적 신호의 간섭과 잡음(noise)에 민감해 데이터 전송과정에서 에러율이 높아 2.4Kbps에서 9.6Kbps 정도의 저속 데이터 전송에 주로 사용합니다.
2. 동축 케이블(Coaxial Cables) 통신
내부에 도체의 전선이 배치되어 있고 이를 원통형의 외부도체가 감싸고 있는 형태로, 아날로그와 디지털신호를 전송할 수 있으며, 랜(LAN), 장거리 전화 및 유선 TV방송에 사용됩니다.
여러 개의 채널을 이용해 음성, 화상, 데이터 등 복합 서비스를 제공할 수 있으며 높은 주파수 대역과 고속의 데이터 전송률에 적합합니다.
3. 광섬유(Optical fiber) 통신
중심부에 가느다란 유리(굴절률이 큰 유리)로 된 코어(core)와 이것을 둘러싸고 있는 클래딩(cladding;굴절률이 작은 유리)으로 구성되어 있으며, 광섬유의 한 쪽 끝으로 레이저 광을 보내 통신을 합니다.
장거리에서도 100Mbps 이상의 고속 데이터 전송이 가능하고, 이중나선의 편리성과 동축케이블의 넓은 대역폭의 특성을 모두 가지고 있습니다. 네트워크 송수신기가 고가이고 케이블과 장비간의 접속 기술이 취약하다는 단점이 있지만 요즘 인터넷의 백본(Backbone)으로 많이 사용되고 있습니다.
4. 지상 마이크로파 통신
안테나를 고정된 지점에 위치시키고 통신이나 중계가 이루어 지는 통신입니다. 통신장비의 이동이 빈번한 곳, 통신회선을 사용하기 어려운 지역에서 이용됩니다.
동축케이블과 같은 높은 데이터 전송률을 가지며, TV신호와 같은 장거리통신용으로 사용됩니다.
5. 위성통신
지상에 위치한 송신지와 수신지를 연결하는 위성으로 연결하는 방식으로 정지 위성방식, 임의 위성방식, 위상 위성방식 등이 있습니다.
6. 이동통신
교환국(가입자사이를 연결하는 곳), 기지국(교환국과 이동국을 연결하는 곳), 이동국(통신기) 등을 통해 어디서나 통신이 가능하도록 하는 방식입니다. 주파수분할 다중화 방식, 시분할 다중화 방식, 코드분할 다중화방식(CDMA) 등으로 나뉘어 집니다.
통신방식에 따른 분류
1. 아날로그방식과 디지털방식
아날로그 데이터는 전기적 신호가 연속적으로 변하는 것으로 전자파의 연속적인 값으로 이루어져 있습니다. 보통 우리가 사용하는 전화망 및 방송망은 아날로그 통신망에 해당됩니다. 장거리 전송에는 잡음성분까지 포함되어 신호의 정확성을 기할 수 없으며, 전송속도나 전송품질의 향상이 어렵습니다.
디지털 데이터는 이산적인 값으로 전압펄스의 연속으로 구성되어 있습니다. 디지털 데이터에서 양전압을 1, 음전압을 0으로 표시합니다. 통신전용망 및 ISDN은 디지털 통신망에 해당합니다.
2. 지점간 방식(point-to-point)과 멀티포인트(multipoint) 방식
지점간 방식은 중앙의 컴퓨터와 터미널이 일대일로 연결되는 방식으로 전송되는 데이터의 양이 많을 때 유리한 방식입니다. 고장이 발생했을 때에도 유지보수가 쉽습니다.
멀티포인트 방식은 2개 이상의 터미널이 하나의 통신회선에 연결되어 정보의 송수신을 행하는 방식입니다. 비교적 소량의 데이터가 분산되어 있을 때 효과적이지만 고장시에는 유지보수가 어렵다는 단점이 있습니다.
3. 회선교환 방식과 패킷교환 방식
회선 설정, 데이터 전송, 회선 해제의 단계를 거치는 통신방식을 회선교환이라고 합니다. 전화망이 대표적인 회선교환 방식입니다. 접속이 성사되기 위해 회선을 설정하는 등 연결 설정 지연시간이 필요하고 데이터를 전송하지 않을 때에도 채널을 사용하므로 회선을 비효율적으로 사용하게 됩니다.
데이터를 패킷(packet)이라고 부르는 작은 단위로 쪼개서 보내는 것을 패킷교환이라고 합니다. 패킷교환은 패킷 형태의 데이터를 패킷교환기가 목적지 주소에 따라 적당한 통신 경로를 선택하여 전송합니다.
근거리 통신망(LAN)
LAN(Local Area Network)이란 특정한 건물 내부나 특정한 지역 내에서 중·소규모의 네트워크를 구축하는 것을 가리키며, 포함하는 지역적 범위가 1Km 또는 수 Km이내로 제한되고 데이터의 전송속도는 10Mbps이상입니다. 지역적인 범위내에서 사용되기 때문에 오류가 낮으며 안정성이 높습니다. 또한 프린터, 통신기기, 하드디스크, 데이터베이스 등의 자원과 프로그램/데이터를 공유할 수 있고, 개인이나 부서 등이 연결되어 있으므로 부서간의 원할한 의사소통을 꾀할 수 도 있습니다.
LAN의 형태 1. 스타(Star)형
중앙의 제어점으로부터 모든 기기가 Point-to-Point방식으로 연결되는 형태로, 중앙 제어노드가 통신상의 모든 제어에 대한 권한 및 책임을 지니게 됩니다. 따라서 중앙 제어노드(Server)가 작동 불능이면 네트워크 전체가 작동하지 않게 됩니다.
2. 링(Ring)형
각 노드들을 링(Ring)형태로 연결하는 방식으로 환형 또는 고리형이라고 부르기도 합니다. 전송중인 데이터는 알맞은 수신지를 찾을 때까지 링을 통해서 전달되며, 수신지로 데이터가 전달된 다음에는 링에서 데이터가 제거됩니다. 따라서, 보내지는 데이터의 앞머리에는 수신자의 주소를 나타내는 정보를 가지고 있습니다. 스타형처럼 따로 중앙 제어노드(Server)가 존재하지 않고 모든 노드가 통신 기능의 일부를 수행하게 됩니다.
장거리 네트워크가 가능하다는 장점이 있으나 네트워크 내의 어느 한 노드라도 이상이 생긴다면 통신망 전체가 작동불능이 되고 노드의 변경이나 추가가 어렵고 고장에 대처하기가 어렵습니다.
3. 버스(Bus)형
가장 많이 사용되는 구조로서, 하나의 기간선을 설치하고 기간선에서 분기하여 컴퓨터를 연결해 가는 형태입니다. 모든 노드들은 T자 형태로 버스(Bus)에 연결되며 버스의 끝에는 종단기(Terminator)가 있습니다. 중앙의 기간선을 통해 모든 데이터가 전달되고, 모든 데이터에는 수신지의 주소가 포함되기 때문에 해당 노드만 데이터를 받아서 처리하게 됩니다.
링형에서는 각 노드가 데이터의 흐름이나 네트워크를 제어할 책임이 없지만, 버스형에서는 각 노드가 데이터의 확인외에도 통신기능에 대한 책임을 지게 됩니다. 회선을 구성하는데 소요되는 비용이 적게 들고, 각 노드의 고장이 네트워크의 다른 부분에 전혀 영향을 미치지 않지만, 노드 증가시 속도 저하가 심해지는 단점이 있습니다.
LAN의 종류
구 분 형 태 전송속도 케 이 블 제어방식 특 징 이더넷 10BASE5 버스형 10Mbps 동축케이블 CSMA/CD 이더넷의 원형 10BASE2 버스형 10Mbps 동축케이블 CSMA/CD 10BASE5의 보급형 10BASE-T 스타형 10Mbps 이중나선 CSMA/CD 현재 주류 토큰링 스타형 4/16Mbps 이중나선 토큰 IBM의 표준 LAN FDDI 링형,스타형 100Mbps 광섬유,이중나선 어팬드 토큰 기간선에 이용 Local Talk 체인 230Kbps 이중나선 독자방식 메킨토시의 표준
기타 네트워크 1. 광역통신망(WAN ; Wide Area Network)
하나의 도시 등 매우 넓은 범위를 같는 네트워크입니다. LAN이 여러 개 모여서 상호간에 고속 전송이 가능한 전용회선으로 호스트 컴퓨터에 접속하는 형태로 구성됩니다.
2. 메트로폴리탄 네트워크(MAN ; Metropolitan Area Network)
대도시와 같이 넓은 지역에 데이터, 음성, 영상 등의 서비스를 제공하는 네트워크입니다. 100개 내외의 지역을 엮는 중형통신망으로 기업, 기관 등의 LAN을 하나로 묶어놓은 형태로 운영됩니다.
3. 부가가치통신망(VAN ; Value Added Network)
통신회선을 직접 보유하거나 통신사업자가 제공하는 회선을 임차/이용하여 정보의 축적, 가공, 변환, 처리 등을 통해 데이터에 높은 부가가치를 부여하여 제공하는 광범위하고 복합적인 서비스의 집합을 의미합니다. 주로, 공중통신망을 이용하여 컴퓨터를 이용한 정보의 처리, 가공 및 시차전송 등 다양한 정보 통신서비스를 제공하는 통신망입니다.
4. 종합정보통신망(ISDN ; Integrated Services Digital Network)
디지털 통신을 근간으로 하여 음성 및 비음성의 다양한 서비스들을 사용자에게 제공함으로써 정보활용 효과성 및 편리성, 시스템의 효율성을 증진시킬 수 있는 종합적인 정보통신망입니다. 종합정보통신망은 단순한 전화서비스 외에도 고속의 데이터통신 서비스, 텍스트 서비스, 화상 서비스 등이 가능합니다.
인터네트워킹(Internetworking)
인터네트워킹이란 서로 독립된 네트워크가 상호 연결되어 만들어진 복잡한 네트워크를 말합니다. 인터네트워크를 구성하기 위해서는 리피터, 브리지, 라우터, 게이트웨이 등의 장비가 필요하고, 네트워크 사이의 데이터 송수신을 위한 프로토콜의 설정(인터넷의 경우 TCP/IP) 등 여러가지 사항이 고려되어야 합니다.
OSI참조모델 OSI참조모델은 세계표준화기구(ISO)에서 제정한 것으로 개방형 시스템 간의 연결 즉, 시스템의 종류나 구현방법, 시스템의 규모 등의 조건에 제약을 받지 않고, 서로 다른 시스템끼리도 연결하여 통신을 가능하게하는 규정을 말합니다.
1. 1계층-물리계층(Physical Layer)
통신을 수행하기 위한 물리적인 연결의 설정과 유지, 해제를 담당합니다.
2. 2계층-데이터링크계층(Data-Link Layer)
오류제어, 흐름제어 등 물리적인 링크를 통해 원할하고 신뢰성있는 데이터 전송을 수행합니다.
3. 3계층-네크워크계층(Network Layer)
데이터의 정확한 전송을 위한 경로를 설정하고, 데이터 교환기능을 담당합니다.
4. 4계층-전송계층(Transport Layer)
시스템 사이의 투명한 데이터 전송을 보장하여 데이터 교환의 신뢰성을 유지하는 역할을 합니다.
5. 5계층-세션계층(Session Layer)
세션 연결 서비스를 제공하고, 데이터를 순서적으로 교환하며, 암호화/문장압축 등을 수행합니다.
6. 6계층-표현계층(Presentation Layer)
데이터 형식변환 등을 통해 각 시스템이 데이터를 표현하는 문법에 차이가 나지 않도록 합니다.
7. 7계층-응용계층(Application Layer)
OSI환경에 접근할 수 있도록 응용프로그램과 네트워크 간의 연결을 제공합니다.
OSI의 7계층과 TCP/IP 프로토콜의 대응 1. IP(Internet Protocol)
OSI의 7계층중 3계층인 네트워크계층으로 다양한 호스트와 네트워크를 출발지에서 목적지까지 전달이 가능하도록 논리적으로 연결하며, 해당 패킷(데이터의 작은 조각)을 원격지의 호스트로 전송하는 역할을 담당합니다.
2. TCP(Transmission Control Protocol)
OSI의 7계층중 4계층인 전송계층으로 송신측의 TCP는 전송하고자 하는 정보를 분할하여 각 패킷별로 순서에 따른 번호를 부여하고, 수신측의 TCP는 서로 다른 순서 및 경로로 전송되어온 패킷을 올바른 순서로 재조립하고, 유실 또는 왜곡된 부분이 있으며 송신측에 재전송하도록 요구합니다.
TCP/IP의 전송계층에는 TCP외에도 UDP라는 것이 있는데 TCP는 전송한 데이터에 대해 잘 도착했는지 또는 유실,왜곡되었는지 응답을 받아가면서 전송을 하지만 UDP는 무조건 데이터를 전송하고 확인을 하지않으므로 제대로 전송되지 못했을 때 체크하거나 복구할 수 있는 방법이 없습니다.
3. 기타 프로토콜
TCP와 IP 프로토콜을 바탕으로 각종 서비스를 제공하기 위한 서비스별 프로토콜입니다.
- Telnet : 원격컴퓨터 접속
- DNS : IP주소와 도메인네임 변환서비스
- FTP : 파일전송
- SMTP : E-Mail전송
- HTTP : 웹 서비스
프로토콜(Protocol) 컴퓨터 간에 통신을 하기 위한 일종의 약속과 절차이며, 통신상에는 수 많은 종류의 프로토콜이 존재합니다. 통신하는 쌍방 중의 어느 누구라도 약속된 규정을 철저하게 준수하지 않으면 근본적으로 통신이 이루어질 수 없는 것입니다.
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)
인터넷의 중심이 되는 프로토콜로 IP(OSI의 3번째 네트워크 계층), TCP(OSI의 4번째 트랜스포트 계층), UDP, Telnet, DNS, FTP, SMTP 등으로 구성되어 있습니다. 그중 TCP는 전송내용이 상대에게 정확히 전달되었는가를 확인하는 순서에 관한 규약이고, IP는 통신경로를 선택하는 순서에 관한 규약입니다.
인터네트워킹에 필요한 장비 1. 허브(Hub)
네트워크를 구성하는 각 노드를 통신선으로 연결하는데 사용되는 장비로 배선의 간소화, 이동의 편리함과 더불어 LAN에 있어서 통합회선 관리를 목적으로 합니다. 일반적인 허브는 LAN이 보유한 대역폭을 PC의 대수만큼 나누어 제공한다는 것이 단점입니다. 즉, 10Mbps의 대역폭을 제공하는 이더넷에 허브를 이용해 8대의 PC를 연결시켰을 때 8대의 PC는 각각 1.25Mbps의 대역폭을 할당받게 되는 것입니다.
이러한 단점을 보완하기 위해 LAN에서 제공하는 대역폭을 PC에 그대로 전달하는 "스위치"하는 장비가 있고, 고유의미의 허브에 스위칭개념을 도입한 스위칭 허브(Switching Hub)도 있습니다.
2. 리피터(Repeater)
OSI참조모델의 1계층인 물리계층에 해당되며, 케이블이 갖고 있는 물리적인 한계때문에 데이터가 멀리 전송되지 못하는 약점을 보완해 주는 장비로 거리가 멀어질수록 감쇄되는 신호를 재생시키는 장치입니다. UTP케이블, 광케이블 등 성능이 뛰어난 케이블의 등장으로 지금은 사용되지 않습니다.
3. 브리지(Bridge)
OSI참조모델의 2계층인 데이터링크계층에 해당되며, LAN과 LAN을 연결하는 장비로 패킷의 목적지 주소를 읽어 데이터가 LAN의 외부로 가야할지 아니면 내부로 가야할지를 결정하는 장비입니다. 지금은 라우터가 그 기능을 대신하므로 거의 쓰이지 않는 장비입니다.
4. 라우터(Router)
OSI참조모델의 3계층인 네트워크계층에 해당되며, LAN과 LAN을 연결하거나 LAN과 WAN을 연결하기 위한 장비로 접속하려는 호스트에 도착하기 위한 최적의 경로를 설정해 테이터통신이 가능하게 하는 장비입니다. 라우터는 서로 상이한 구조를 갖는 네트워크를 연결하는 기능을 제공합니다.
5. 게이트웨이(Gateway)
LAN과 인터넷 서버 등 각종 호스트를 연결하여 서로 다른 기종 간의 네트워크를 연결시켜주는 장비입니다. 전송속도 차이의 변환, 프로토콜의 변환, 주소변환 기능 등이 있습니다.
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