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기술사 - 네트워크

· 약 9분
Eunkwang Shin
Eunkwang Shin
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네트워크의 가치​

  • 물리적 구성
    • NIC, 케이블, 허브
    • 라우터, 스위치
    • 기지국, 안테나
  • 논리적 구성
    • IP, MAC, Domain
    • 전화번호
    • 프로토콜
  • 정보전달의 원리: 멀리, 빠르게, 고품질로
    • 송신자 -> 전달자 -> 수신자
    • 속도 향상의 원리
    • 품질 향상의 원리
    • 먼거리 전달 원리
  • 네트워크 분류
    • 유선: PAN, LAN, WAN
    • 무선: WBAN, WPAN, WLAN
구분정보 처리(IT) 시대정보 통신(ICT) 시대
처리 형태저장, 검색, 가공, 연산유통, 공유
처리 주체컴퓨터, 제약된 공간네트워크 망, 장비
목표정보의 빠른 연산 및 처리정보의 신속, 정확, 안전한 전달
기술멀티코어, 파이프라이닝
캐시, 플래시
MEMS, 데이터마이닝		과거: 허브, 스위치, 라우터
현재: 인터넷, USN, 4G
미래: IoE, SDN, NFV
  • 정보처리시대에서 정보통신시대로 넘어오면서
    • 기회요인: 참여 공유 개방, 글로벌화
    • 위협요인: 개인정보유출, 프라이버시 침해 제거

네트워크 관련 법칙​

멧갈프 법칙​

  • Metcalfe's Law, 메칼프 법칙: 이더넷의 창시자
  • 네트워킹의 효과는 사용자(가입자, 노드) 수의 제곱에 비례, 네트워크의 외부성
  • 예시: SNS

길더의 법칙​

  • Gilder's Law: IT칼럼니스트
  • 광섬유의 대역폭(Bandwidth)은 12개월마다 세 배씩 증가
    • 트래픽 증가는 통신 속도의 증가라고 볼 수 있음
  • 무어의 법칙으로 설명하는 직접회로 및 멤리의 증가 속도를 능가하는 광대역 통신망 설명

섀넌의 법칙​

  • Shannon-Hartley theorem, 섀넌의 정리, 샤논의 정리
  • 채널용량은 대역폭과 신호 대 잡음비에 비례
C=Wlog⁡2(1+SN)C = W \log_2(1 + \frac{S}{N})
  • C: 채널 용량
  • W: 대역폭
  • S: 신호전력
  • N: 잡음전력

네트워크 구성​

네트워크의 물리적 구성​

  • 교환기: 라우터
    • 가장 중요한 구성요소로 단말기들을 일시적으로 연결시켜주는 기능 제공
    • 회선 교환과 패킷 교환으로 나눠진다.
    • 패킷 교환은 Connection-Oriented 방식(TCP), Connection-Less 방식(UDP)로 나뉜다.
  • 중계기
    • 신호의 감쇄 및 왜곡을 보상하기 위해 증폭 및 재생 기능을 가지고 있음
    • 아날로그는 증폭만 가능하나, 디지털통신은 증폭과 재싱이 동시에 가능
  • 전송 및 다중화 선로
    • 전화선, 전용선
    • 광시분할 다중화
    • 광파장분할 다중화

네트워크의 논리적 구성​

  • Network Address
    • 가입자를 식별하기 위한 식별자
    • 전화번호, IP, MAC, DNS, ENUM (tElephone NUmber Mapping) 등
    • DNS: 망에서는 숫자주소만 인식되나 사람의 사용 편의를 위해 문자주소를 사용함
  • 네트워크 프로토콜
    • 물리적 네트워크를 논리적으로 동작하도록 함
    • 사용자로 하여금 네트워크의 투명성 보장
    • 국제표준: OSI 7 Layer
    • 사실상의 표준: TCP/IP (이게 더 먼저 나옴, 인터넷 전용)
    • 하부계층(주로 LAN) 표준: IEEE 802, CSMA/CD, Ethernet

정보전달의 원리​

데이터 통신의 원리​

데이터 통신의 원리

무선 통신의 원리​

무선 통신의 원리

부호화​

  • 속도와 품질 향상
  • 정보를 이진코드로 변환/압축하는 소스 부호화과정과 이를 처리, 전송하는 과정에서 오류를 줄이는 변환 채널부호화 과정을 총칭

변조​

  • 속도, 품질, 전송거리 향상
  • 신호 정보를 전송매체의 채널 특성에 맞게끔 신호(정보)의 세기나 변위, 주파수, 위상 등을 적합한 형태로 변환하는 과정
  • 변조 이유:
    • 전송 매체에 알맞은 변조방식 사용하여 장거리 전송 가능
    • 변조가 넓은 주파수 대역에 걸치므로 다중화 가능
    • 주파수를 높임에 따라 안테나 길이, 크기의 단축이 가능
    • ISI 등이 존재하는 채널에서 신호 대역폭을 늘려주어, 간섭효과 최소화 가능
      • Inter Symbol Interference: 심볼 간 간섭

네트워크의 분류​

  • 유선
    • PAN: Personal Area, USB, HDMI
    • LAN: Local Area
    • MAN: Metro Area
    • WAN: Wide Area
  • 무선
    • WVAN: 의료목적
    • WPAN: 블루투스, NFC
    • WLAN
    • WIMAX: WIBRO, 예전에 도심에서 모바일 서비스
    • Radio

프로토콜​

약속의 중요성

  • 사람을 위한 식별자: 도메인, 전화번호
  • 컴퓨터를 위한 식별자: IPv4, IPv6, MAC
  • 최단 거리를 위한 전송경로 설정: 라우팅, 포워딩(스위칭), 상태확인(ICMP)
  • 다양한 전송방식:
    • TCP, UDP, SCTP
    • 브로드캐스팅, 유니캐스팅
    • 멀티캐스팅, 애니캐스팅
  • 충돌, 지연 방지, 안전, 신속, 정확

통신프로토콜​

통신프로토콜 개요​

통신프로토콜 발전​

통신프로토콜 기능​

OSI​

TCP/IP​

컴퓨터를 위한 식별자​

IP​

ARP​

사람을 위한 식별자​

인터넷 주소 체계​

전화번호, ENUM​

전송 방식​

인터넷 전송 방식​

TCP​

  • Transmission Control Protocol

UDP​

  • User Datagram Protocol

SCTP​

  • Streaming Control Transmission Protocol

라우팅 프로토콜​

라우팅 알고리즘​

Distance Vector Algorithm​

기업용 네트워크​

LAN​

Inter-Networking 장비​

고속 LAN​

스위치​

MPLS​

WLAN​

차세대 WLAN​

CDN​

가정용 네트워크​

인터넷망​

광가입자망​

케이블망​

홈네트워크​

특수목적 네트워크​

Ad-hoc​

MANET​

VANET​

WMN​

WBAN​

WPAN​

D2D​

이동통신​

발전단계​

이동통신망​

이동통신 원리​

4G​

4G LTE​

  • Long Term Evolution

CR​

  • Cognitive Radio

Handover​

MIH​

  • Media Independent Handover

5G​

6G​

네트워크 품질​

IPv4 주소 효율화​

IPv6​

IPv4 to IPv6​

모바일 IPv4​

흐름 제어​

오류 제어​

ARQ​

  • Automatic Repeat Reqeust

H-ARQ​

  • Hybrid ARQ

TCP 혼잡제어​

Slow start, Congestion Avoidance​

Fast Retransmit, Fast Recovery​

QoS​

  • Quality of Service

최신 이슈​

VoIP​

  • Voice over IP

H.323​

SIP​

  • Session Initiation Protocol

MGCP​

  • Media Gateway Control Protocol

H.248​

  • MEGACO, MEdia Gateway Control

VoIP 프로토콜 비교​

LBS 측위기술​

미래 네트워크​

ICN​

  • Information Centric Network

SDN​

  • Software Defined Network

범정부 프로젝트​

  • 기가 코리아 프로젝트
  • 국가 재난 안전 통신망: PS-LTE