컴퓨터네트워크

컴퓨터 통신망

단말기와 단말기 사이를 전송매체가 연결하여 데이터를 주고받는 행위

컴퓨터 통신망의 역사

• 1958 - SAGE: 최초의 컴퓨터 통신 시스템, 대공방어장치
• 1961 - TSS: 최초의 시분할 통신시스템, Time Sharing System
• 1968 - ARPA: 최초의 패킷 교환방식
• 1968 - ALOHA: 하와이 대학 최초의 무선 패킷 교환 통신망
• 1974 - SNA: 체계화된 컴퓨터 통신망, System Network Architecture

컴퓨터 통신망의 목적

• 자원의 공유와 신뢰도 향상
• 처리 기능의 부산과 프로세스 간 통신제공
• 시스템 간 호환성 확대
• 최소의 비용으로 최대의 성능 제공

통신망의 목적 자원의 공유와 신뢰도 향상 및 처리기능의 분산과 프로세스 간의 통신 제공

컴퓨터 통신망의 서비스

• 데이터
• 음성
• 이미지
• 영상
• 멀티미디어

데이터 통신 시스템

• 데이터 처리계: 컴퓨터
• 데이터 전송계: 단말, 데이터 전송장치, 통신제어장치 등

데이터 단말장치

• DTE: Data Terminal Equipment
• 전송할 데이터를 부호로 변환하거나 처리하는 장치
• 컴퓨터, 프린터, 터미널

데이터 단말장치 기능

• 입출력 기능
• 데이터 수집과 저장
• 데이터 처리
• 통신, 통신제어

데이터 회선종단장치

• DCE: Data Circuit terminating Equipment
• 신호변환장치
• DTE에서 처리된 신호를 변환하거나 통신회선상에 놓여 있는 신호를 변환하는 장치
• 모뎀, 랜 어댑터, DSU 등이 해당

데이터 회선종단장치 기능

• 신호변환
• 전송신호의 동기제어
• 송수신 확인 기능
• 전송오류검출 및 정정 기능

통신 소프트웨어

• 컴퓨터 상호 간에 접속하여 정보를 교환할 수 있게 하는 소프트웨어

응용 소프트웨어

• 특정 분야에 대해 망의 접근을 가능케 하는 소프트웨어
• 메세지 핸들링 시스템

상호접속 소프트웨어

• 망내의 각 지점을 서로 연계하여 작동하도록 기능하는 소프트웨어
• 프로토콜
• X.25, TCP/IP

컴퓨터 통신망 프로토콜

• 특정 단말기 사이의 상호통신을 위한 규약

프로토콜 3요소

• 문법: syntax
• 타이밍
• 의미: semantic

프로토콜 주요 기능

• 흐름제어
• 오류제어
• 순서화 전달
• 주소지정
• 다중화
• 전송
• 분할과 병합
• 캡슐화
• 연결

계층

물리 계층

• 회선구성, 데이터 전송방식, 접속형태, 물리적인 링크 설정 유지 해제 의 기능
• V.24, V.28(RS-232C)
• X.21, X.21bis
• I.430, I.431 ISDN

데이터링크 계층

• 노드 대 노드 전달, 주소 지정, 전송되는 데이터 동기 확인, 흐름제어, 오류 제어
• HDLC
• LAN의 LCC, MAC
• LAPB

네트워크 계층

• 발신지 대 목적지 전달, 논리주소 지정, 주소 변환, 논리적 링크 구성, 라우팅, 다중화
• IP
• ICMP, ARP, RARP

전송 계층

• 데이터 전송 종단 간의 신뢰성 제어, 포트 주소 지정, 분할과 병합, 연결제어
• TCP, UDP

세션 계층

• 송수신 프로세스 간의 연결 확립, 연결 해제, 송신권 제어, 동기점 표시

표현 계층

• 통신을 위한 데이터 포맷 형태의 변환기능, 데이터 암호화, 데이터 압축, 네트워크 안전성 보장

응용계층

• 사용자가 직접 접하는 부분

전송 코드

보도 코드

• Baudot code
• 이진수로 만들어진 코드화된 최초의 문자표
• 국제 전신인쇄기에서 사용

ASCII 코드

• American Standard Code for Information Interchange
• 미국 표준기구에 정한 표준 부호
• 7개의 정보 비트와 1개의 패리티 비트로 구성
• 7개의 정보비트로 128개 조합 가능
• 숫자와 영문자 모두 사용
• 짝, 홀 패리티에 의해 오류 발생 여부를 알 수 있음

EBCDIC 코드

• 확장 이진화 10진 코드
• Extended Binary Coded decimal Interchange Code
• BCD 코드를 확장
• 256개의 비트패턴이나 문자로 표현

전송방식

단방향

• Simplex
• 라디오, TV, 전광판

반이중

• Half-duplex
• 양방향 전송이 가능하지만 동시에는 불가능
• 무전기, 팩스

전이중

• Full-duplex
• 양방향 전송가능, 두 개의 전송 채널이 필요
• 전송 효율이 높으나 비용이 많이 듦
• 전화

직렬 전송

• serial transmission
• 전송하고자 하는 각 데이터 비트를 직렬화한 뒤 하나의 통신회선을 이용해 한 비트씩 순차적으로 전송하는 방식
• 원거리 전송에 적합
• 저속 통신 방식이 사용

병렬 전송

• perallel transmission
• 전송하고자 하는 데이터를 비트별로 통신회선을 따로 두고 동시에 복수 비트를 한꺼번에 전송
• 근거리 데이터 전송에 이용
• 고속 전송에 적합

베이스밴드 전송

• 디지털 데이터를 그대로 보내거나 전송부호로 변환시켜 전송하는 방식
• RZ, NRZ, AMI, Manchester, CMI 등이 전송부호로 사용
• 주로 LAN에 사용
• 가까운 거리

브로드밴드 전송

• 하나의 전송매체에 여러 채널의 데이터를 실어서 동시에 전송하는 방식
• 데이터 신호보다 높은 반송파에 실어서 변조를 거친 후 전송하기 때문에 원거리 전송에 유리
• 하나의 전송매체로 멀티미디어 서비스 제공 가능
• 주파수 분할 다중화에 적합
• 홈 네트워크와 케이블 TV

전송모드

동기식 전송

• 전송된 데이터를 정확히 수신하기 위해 송수신 측 간의 타임이을 일치시켜 전송하는 방식
• 데이터를 한 묶음의 문자열로 전송할 수 있음
• 비트마다 동기를 취해 긴 데이터를 송신할 수 있다.
• 전송효율과 전송속도가 높음

비동기식 전송

• 전송하고자 하는 문자 앞 뒤에 시작 비트와 정지 비트를 첨부하여 전송하는 방식
• 동기는 바이트 단위로 이뤄지며 저속용 데이터 전송에 사용

전송효율

코드효율

• 코드효율 = 실제정보 비트 수 / 전체 정보 비트 수

전송효율

• 전송효율 = 정보 비트 수 / 전체 비트 수

전체효율

• 전체효율 = 코드효율 X 전송효율
• 실제 전송되는 전체 비트 중에서 실제 데이터가 차지하는 비율

위상변조 잡음에 강하고, 레벨 변화의 영향을 적게 받으며, 일정한 크기의 대역폭을 필요로 한다. 간단한 회로 구성

동기화 송신 측과 수신 측 사이에 정보를 보내는 시점을 합의하는 절차

PCM 신호를 양자화, 표본화, 부호화하여 펄스 변조하는 불연속 펄스 변조 펄스코드변조

전송매체

꼬임선 케이블

• 두 가닥의 절연된 구리선이 균일하게 서로 감겨 있는 형태

UTP

• Unshielded Twisted Pair, 비 차폐 이중 꼬임선
• 가격 저렴, 설치가 쉽고 유연하다
• 랜선
• 최대 100m
• RJ-45 커넥터

STP

• Shielded Twisted Pair, 차폐 이중 꼬임선
• UTP에 비해 비쌈
• 외부전류로부터 보호를 위해 금속박막을 접지하는 특별한 커넥터를 사용해 설치가 복잡
• 백본의 최대 사용길이는 100m로 제한

동축 케이블

• 내부 단일 전선과 외부 도체로 구성
• 이중 나선보다 처리율이 좋다
• 베이스밴드와 브로드밴드 전송 방법을 사용할 수 있다.
• 수백 Mbps의 고속전송이 가능
• 바다나 땅에 묻어도 성능에 큰 지장이 없음
• 전력 손실이 적고 높은 주파수에서 빠른 데이터 전송 가능
• 차폐성이 좋아 간섭이 적음
• 1km 마다 리피터를 필요로 한다.

종류

• RG-8, 9, 11: 굵은 이더넷
• RG-58: 얇은 이더넷
• RG-75: TV

얇은 동축 케이블

• Thin 이더넷 또는 10BASE-2
• 반드시 같은 케이블로만 연결해야한다.
• 최대 사용 길이는 185m

굵은 동축 케이블

• Thick 이더넷 또는 10BASE-5
• 네트워크 백본으로 사용
• 최대 사용길이는 500m
• 설치와 취급이 어렵다.

광섬유

• 유리 세관이나 다른 투명한 재료를 섬유로 하여 그 내부에 적당한 굴절률을 분포시켜 부호화된 신호의 빛이 전송될 수 있도록 한 전송매체
• 넓은 대역폭
• 케이블 다발이 아주 작고 무게가 가벼움
• 감쇠도가 현저히 낮다, 간섭에 강하다.
• 오류 발생이 적으나 탭을 이용해 분기선을 내기가 힘들다.
• 넓은 리피터 설치 간격
• multi mode, single mode
• 광송신기는 전기신호를 광신호로, 광수신기는 반대로
• 설치시에 기술력이 필요

단일 모드

• 단계 지수 광섬유를 사용
• 광선을 수평에 가까운 작은 영역의 각도로만 제한
• 광원을 고도로 집중

다중 모드

• 광원으로 나온 여러 개의 광선이 중심부에서 서로 다른 경로를 가지고 이동

무선통신매체

지상 마이크로파

• Terrestrial microwave
• 접시형 파라볼라 안테나
• 안테나의 직경은 10ft 내외로 안테나를 고정하고 수신 안테나 방향으로 가느다란 빔을 발사
• 장애물이 없는 고지대에 위치

위상 마이크로파

• 통신위성은 마이크로파 중계국으로 2개 또는 그 이상의 지상 송신국을 서로 연결
• 어떤 주파수 대역을 수신해 이를 증폭해서 아날로그 전송을 하거나, 재생해 디지털 전송으로 다른 주파수로 송신
• 사용 빈도수가 높은 국제간의 통신용으로서 가장 좋은 매체
• 위성전송의 주파수 범위는 1~10GHz

라디오파

• 다방향성
• AM, FM, 초단파(VHF), 극초단파(UHF)
• 감쇠 정도가 낮고 대역 확산의 경우 여러 주파수를 동시에 사용 가능
• 특정 주파수를 사용하고 있는 네트워크와 인접하지 않은 곳에서 주파수 대역을 재사용 가능
• 30MHz ~ 10GHz
• 대기 반사에 기인한 상호 간의 간섭을 일으키지 않음
• 주요한 손상 요인은 다중경로 간섭이다.

통신선로

점대점 선로

• point to point
• 연결 개수가 많아질수록 성능이 좋지만, 전송 매체의 길이가 증가해 비용이 많이 든다.
• 네트워크 트래픽이 많은 구간에는 전송매체의 수를 늘리고 않은 구간은 줄이는 게 해결책

멀티드롭 선로

• 브로드캐스팅 방식
• 전송매체 하나에 여러 단말기를 공유하여 연결
• 분기장치를 설치하고 3개소 이상의 지점을 연결하는 방식
• 사용률이 낮은 여러 단말기들을 하나의 회선에 여러 개 접속해서 회선사용효율을 높이는 것이 가능해진다.
• 버스 방식

네트워크 형태

스타형

• 중앙의 제어 스테이션으로부터 모든 장치는 점대점 방식 연결
• 고장 발견이 쉽다

버스형

• 버스에 모든 노드가 연결
• 버스의 끝에는 terminator를 둔다.
• 노드의 고장이 망 다른부분에 전혀 영향을 미치지 않는다.
• 보통 CSMA/CD 방식 사용

링형

• 단방향 점대점 형태
• 분산 제어와 checking, recovery가 간으하나 노드의 변경이나 추가가 비교적 어렵다.
• 노드의 고장에 대처하기 어렵다.
• 광섬유에 잘 맞음

허브/트리형

• 허브에 연결된 스타형

메시형

• 단말기들이 모두 연결된 형태

데이터 교환

회선교환

축적교환

• 데이터를 송신 측의 교환기에 임시 저장시켰다가 수신 측 터미널에 전송하는 방식

메세지 교환 방식

• 각 메세지마다 전송경로를 결정하고 수신측 주소를 붙여 전송
• 전송 메세지는 추후 검색이 가능
• 응답시간이 느려 대화형 데이터 전송에는 부적합

패킷 교환 방식

• 메세지를 일정한 길이의 패킷으로 분할하여 전송하는 방식
• 네트워크 계층
• 회선 이용률이 매우 높다
• 송신 측으로 분할되어 전송된 데이터를 수신 측에서 재결합
• 응답시간이 빨라 대화형 데이터 전송에 적합

교환 방식

회선 교환 방식

• 데이터를 전송할 때마다 통신경로를 설정하여 데이터를 교환하는 방식
• 회선의 설정, 데이터의 이도으, 회선의 단절
• 매번 통신경로를 설정
• 통신경로 접속시간이 1초 이내
• 길이가 길고 통신 밀도가 높은 데이터 통신에 유리
• 접속된 동안엔 두 시스템 간의 통신회선이 독점

메세지 교환 방식

• 축적 교환 방식으로 데이터의 논리적 단위인 메세지를 교환
• 교환기가 메세지를 받았다가 보내주는 방식
• 회선 효율이 증대
• 비동기 전송이 가능
• 연결 설정이 불필요
• 다중 전달이 쉽다
• 실시간이나 빠른 응답시간에는 부적합
• 지연이 상적으로 길다
• 음성 신호 전송에는 불가능

패킷 교환 방식

• 수신 측 주소에 따라 적당한 통신경로를 선택해 전송하는 교환 방식
• 전송하고자 하는 정보를 일정한 크기의 데이터로 분할하여 송수신 주소인 헤더를 각각 부가한 패킷 단위로 전송
• 데이터그램과 가상회선 방식
• 경로 설정, 트래픽 제어, 오류 제어
• 오류 발생시 해당 패킷만 복구하면 됨
• 회선 다중화로 효율 증대
• 교환기에 축적 전송 가능
• 부가서비스 제공
• 패킷이 파일화 되진 않는다.

다중화기

• 하나의 전송로에 여러 개의 데이터 신호를 혼합시켜 전송하는 방법
• 다수의 저속회선 사용자를 하나의 고속전용선에 접속시켜 통신망을 이용가능하게 한다.
• 시분할 다중화, 주파수분할 다중화 방식이 있다.

집중화기

• 수신 단말기로의 데이터 전송을 위해 여러 단말기로부터 데이터를 고속전용선에서 조합하거나 형태를 변경시킬 수 있는 장치
• N개의 선을 M개의 선으로 출력
• 실제 전송할 데이터가 있는 단말에만 회선을 동적 할당

단말기

• 터미널
• 컴퓨터나 컴퓨팅 시스템에 데이터를 입력하거나 표시하는데 쓰이는 하드웨어적인 기기

종류

• 텍스트 터미널: 테긋트 입력 및 표시를 위한 직렬 컴퓨터 인터페이스
• 단순 단말기: 덤 터미널, 기계식 타자기가 하는 것처럼 똑같은 제한된 기능
• 그래픽 단말기: 씬 클라이언트, RDP, X11과 같은 프로토콜 사용

베이스밴드 신호

• 단말에서 출력되는 디지털 정보를 부호화하여 변조과정을 거치지 않고 전송하는 방식
• 고주파 영역이 차단될 수 있어 베이스밴드 신호를 전송로에 적합하게만 변환한다.
• 단극, 복류, 단류 RZ, 복류 RZ, NRZ, 바이폴라, 맨체스터, 차분적 맨체스터, CMI 등의 전송방식

변복조기

• 모뎀

단말장치 주요기능

• 입출력 기능
• 전송제어 기능
• 기억 기능: 일시적 데이터 저장

신호변환장치의 주요기능

• 신호 변환 기능
• 전송신호의 동기 제어기능
• 송수신 확인 기능
• 전송오류의 검출 및 정정 기능

변복조

• 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하거나 그 반대

디지털 데이터 네트워크 인터페이스

• DCE와 DTE 사이의 경계조건의 규정
• X.20, X.21, X.25, X.28, X.29

음향 결합기

• 공중전화교환망 (PSTN)
• 수화기를 모뎀 위에 얹어 놓으면 송화기에서 들리는 소리를 매개로 데이터를 주고 받게되는 원리
• 주파수 편이변조 방식을 사용(FSK)
• 저속 데이터 전송(600bps, 1200bps)

전처리장치

• 전방처리기, FEP, Front-End Processor
• 호스트 컴퓨터와 단말기 사이에 설치되어 입출력 작업을 전담하도록 개발된 특수용도의 컴퓨터
• 데이터 교환 기능, 프로토콜 변환기능, 통신 회선 및 터미널의 제어, 전송 메세지 검사 기능 등

폴링/셀렉팅 방식

• polling / selecting
• 폴링과 선택에서 송수신을 권유하는 것
• 하나의 통신회선상에 3개 이상의 단말이 있는 분기회선에 있어 단말기 상호간 데이터링크를 확립하는 방식

라운드 로빈 방식

• 시분할 시스템

다중화 정적인 채널의 공유 방안, 채널에서 주파수 대역이나 타임슬롯을 사전에 할당, 입출력의 비트율(용량)이 일치한다.

통신제어

임의접근제어

• discretionary access control
• 시스템상의 객체에 대한 접근을 개인 또는 그룹의 식별자를 기반으로 한다.

부 네트워크

• 대규모 네트워크를 구성하는 데 있어 개별적인 소규모 네트워크를 의미

통신제어 구조

• 회선접속부, 전송제어부, 연산부

원격처리장치

• RP, Remote Processor
• 단말기와 접속해 복수단말회선의 집선 역할과 동시에 단말기 제어, 정보량의 제어 등의 기능을 수행한 후 한 가닥의 고속통신회선에 의해 주 컴퓨터로 송신

전처리장치

• 통신회선 및 단말기 제어의 지능, 다중화기능, 데이터의 형식변환 및 메세지 통신제어
• 마이크로 프로세서 내장

후처리장치

• 주 컴퓨터 후단에 설치되어 주 컴퓨터가 수신한 데이터 중 별도로 처리할 필요가 있을 때 사용하는 장치

통신 기능

• 통신망 운영 및 관리
• 전송상 오류검출과 정정
• 통신회선의 효율적인 활용
• 통신회선의 접속과 데이터링크 확립
• 링크의 개방, 상태 감시
• 통신회선 차단
• 최적의 경로선택 및 제어
• 보안

통신 기능의 종류

• 온라인 처리 방식
• 오프라인 처리 방식
• 실시간 처리 방식
• 일괄 처리 방식: Batch Processing

네트워크 아키텍쳐

• 컴퓨터와 단말기 또는 망의 기능이 서로 알맞게 나눠 최적의 상태로 통신망이 구축되게하는 기본 구조나 기술

OSI 7 레이어

• 네트워크 의존계층: 물 데 네
• 전송계층: 전
• 응용지향계층: 세 표 응
• 상위 계층에서 하위계층으로 데이터가 전달되면서 헤더정보가 추가 전달
• 하위 계층에서 상위계층으로 데이터가 전달되면서 헤더정보가 삭제
• 헤더가 삭제되는 과정을 decapsulation

이진동기통신

• BSC, Binary Synchronous Communication
• 1964년 IBM에서 개발되어 사용되고 있는 데이터링크 프로토콜
• 점대점 방식과 다중점 구성에 쓰인다.
• 정지-대기 ARQ, 흐름제어, 오류 정정 등을 사용하는 반이중 전송방식 지원

이진동기통신 프레임

• 프레임은 2개 이상의 동기 문자로 시작
• SYN SYN STX data ETX BCC(블록검사 계산 LRC CRC)
• 다중 블록 프레임의 경우 STX data ITX BCC STX data ETX BCC

HDLC

• 고급 데이털이크 제어, High level DataLink Control
• 비트중심 프로토콜
• 불균형 구성: 하나의 장치가 주국이며 기타 다른 모든 장치는 종국
• 대칭 구성
• 균형 구성

통신모드

• 정규응답모드: NRM, 종국은 전송 전 반드시 주국의 허가가 필요
• 비동기응답모드: ARM, 채널이 사용되지 않으면 주국 허가 없이 전송 가능
• 비동기균형모드: ABM, 모든 지국이 동등하며 점대점으로 연결된 조합국만 사용

프레임

• 정보 프레임: I프레임, 사용자 데이터와 그에 관련된 제어정보 전송
• 감시 프레임: S프레임, 제어정보 전송 및 데이터링크 계층의 흐름제어와 오류제어
• 무번호 프레임: U프레임, 시스템 관리를 위해 예약, 링크 자체를 관리할 목적
• 시작 플래그, 주소, 제어, 정보, FCS, 종료 플래그로 구성

표준화

ITU-T

• ITU 산하의 표준화 기구로 전화, 팩스, 패킷 교환 데이터 통신 등의 공중 통신망에 대한 국제 표준화를 담당

ISO

• 1946년 창설되어 다양한 분야의 표준을 개발하기 위한 국제 표준화 기구

ISOC

• 인터넷 설계 및 운영을 위한 조정 위원회

IEEE

• 미국전기전자학회 LAN 표준화

FCC

• 미국연방통신위원회

클록 드리프트 클록 속도가 달라 비트 간 발생시간이 다르거나, 송수신단의 독립적인 두 개의 클록이 정확하게 일치되지 않는 클록의 어긋남

비트 동기

• 각 비트마다 타이밍을 맞추는 것
• 7~8비트로 구성된 비트열을 하나의 단위로서 타이밍을 취한다.
• 동기 방식: 비트 위치를 알려주는 동기신호를 사용하는 방식
• 비동기 방식: 정보 처음에 정보의 시작을 상대에게 알려주는 비트를 첨가
• 동기 신호를 보낸 송수신 측에서 동기를 취한 다음 일정한 주기로 신호를 구분하는 방법

주소 지정

물리 주소

• 컴퓨터의 메인 메모리를 접근할 때 사용하는 주소
• 기억장치의 주소 레지스터에 적재

논리 주소

• 실제 주소와 구분하여 사용자 관점에서 본 논리적인 프로그램의 주소
• mapping 하드웨어에 의해 실제주소로 변경

포트 주소

• 물리적인 전용선은 하나이지만 여러 응용 프로그램이 서로 나눠 사용하기 위해 도출된 개념
• MAC 주소: 데이터 링크 계층 주소 (노드 대 노드)
• IP 주소: 네트워크 계층 주소(호스트 대 호스트)
• PORT 주소: 전송계층 주소(프로세스 대 프로세스)

기호 주소

• Symbolic Address
• 정보의 위치와 무관하게 특정 언어, 함수 또는 다른 정보를 지정하는데 쓰이는 레이블
• 프로그램에서 기억 장소를 지정하는데 사용하는 영숫자 레이블
• 프로그램을 작성할 때 사람이 알기 쉽게 적당한 명칭을 붙혀 표시한 주소

오류 제어

오류 제어 방식

• 오류에 중복성을 부가하는 방식: 패리티 비트, 해밍 코드, 순환 중복 검사
• 전송 방법에 중복성을 부가하는 방식: 반송대조 방식(에코 검사), 3연속 전송방식

오류 정정 방식

• 자동반복요청 방식(ARQ)
• 순방향 오류정정 방식(FEC)

패리티 비트 검사

블록합 검사

• 패리티 비트가 각 문자에 대해 짝수의 배수만큼 비트에 오류가 발생하면 오류를 검출하지 못하는 단점을 보완
• 수직 수평 패리티 비트 검사를 통해 오류 검출

순환 중복 검사

• CRC, 귀환 오류 제어
• 다항식을 이용
• CRC는 나머지로 작용

전진 오류 수정

• FEC, Forward Error Correction
• 문자나 프레임에 부가적인 정보를 추가해 오류가 존재하는 경우 수신 측이 오류검출뿐 아니라 정확한 정보가 어떤 것인지 수신한 비트열로부터 유추할 수 있는 방식
• 데이터 비트 프레임에 잉여 비트를 추가해 오류를 검출, 수정한다.

넘버링 방법

• 해밍 코드 방식에 준한 방법

흐름 제어

• 송수신 양측 간 처리속도가 다른 경우에 데이터 양이나 통신속도가 수신 측의 처리 능력을 초과하지 않도록 조정하는 기능

정지-대기 방식

• 각 프레임을 보낸 후 확인 응답을 기다리고 다음 프레임을 전송
• ACK, NAK
• 가장 간단한 형태며 한 번에 1개의 프레임만 전송 가능
• 거리가 멀 수록 전송 효율이 떨어짐

슬라이딩 윈도우

• 여러 개의 프레임을 전송함으로써 효율을 높인 방식
• 송신 측은 수신 측으로부터 확인 메세지를 받지 않더라도 윈도우의 한도까지 계속 프레임을 전송할 수 있으므로 전송 효율이 높다.

혼잡 제어

• 체증제어
• 통신 네트워크로 유입되어 전송되는 정보량을 조절하여 네트워크가 혼잡해지지 않게 조절하는 것

TCP 혼잡제어

• 셀프 클록 방식

AIMD

• Additive Increase/Multiplicative Decrease
• 패킷을 하나씩 보내고 문제없으면 윈도우의 크기를 1씩 증가시키면서 전송하는 방법
• 실패 또는 타임아웃시 크기를 절반으로 감소
• 네트워크가 혼잡해진 다음에야 대역폭을 줄이는 방법

느린 시작

• slow start
• 패킷이 문제 없이 도착하면 ACK 패킷마다 윈도우의 크기를 1씩 늘린다.
• 한 주기가 지나면 창 크기가 2배가 된다.
• 혼잡 시에 윈도우의 크기를 1로 감소시킨다.

빠른 재전송

• 잘 도착한 마지막 패킷의 순번을 ACK에 실어서 보낸다.
• 순번이 3번 중복되면 재전송을 하고, 윈도우 크기를 줄인다.

빠른 회복

• 혼잡해지면 윈도우 크기를 반으로 줄여 선형 증가시키는 방법

주파수분할 다중화

• FDM
• 주파수 대역을 여러 개의 작은 주파수 대역으로 분할하여 데이터를 동시에 전달하는 방식
• TV 방송
• 간섭이 발생하지 않게 채널과 채널 사이에 보호대역(Guard Band)가 있다.

시분할 다중화

• TDM
• 하나의 회선 전체를 일정한 시간 간격을 두고 반복해서 각각의 단말에 데이터를 할당하는 방식

동기식

• 기존 시분할 다중화 방식
• 실제로 데이터가 없어도 타임슬롯이 할당되어 낭비될 수 있음

비동기식

• 실제로 보낼 데이터가 있는 단말에만 동적으로 각 채널에 타임슬롯을 할당하는 방식
• 대역폭에 낭비를 줄이고 전송 효율 증가
• 주소 정보가 데이터에 첨가

시간 홈 예약 방법

• 전송 데이터가 있는 경우에만 타임 슬롯을 배정하여 전송하는 방법
• 고정길이의 데이터와 함께 주소 정보로 구성되는 셀을 챈러에 차례로 할당해 효율적으로 타임슬롯을 배정

ARQ 자동 반복 요구, Automatic Repeat reQuest

Checksum 데이터의 정확성을 검사하기 위한 용도로 사용되는 오류 검출 방식 1의 보수 연산을 사용

OSI

응용 계층

• FTP, Telnet, SMTP, DB 등

표현 계층

• 표준 방식으로 데이터를 코딩하는 문제를 다룬다.
• 단말기의 데이터 표현 방법이 서로 다르면 상대방의 데이터를 이해할 수 있도록 적절하게 변환하는 과정이 필요
• 데이터 암호화, 압축, 코드 변환

세션 계층

• 사용자에게 원격 파일 전송이나 원격 접속 등 세션 기능을 제공
• 대화 제어, 토큰 제어, 동기 기능 제공
• 세션 연결의 설정과 종료, 반이중, 동기, 예외보고
• T.62, ISO 8327

전송계층

• 송신 프로세스와 수신 프로세스를 직접 연결하는 end-to-end 통신 기능 제공
• 전송오류율, 전송속도, 흐름제어, 목적지 주소 지정, 메세지 우선권, 무결성 보장, 다중화

네트워크 계층

• 라우팅 문제를 처리
• 전송 데이터를 패킷이라고 부른다.
• 경로 배정 및 중계, 통신망 연결 접속, 흐름제어, 순서제어
• X.25

데이터링크 계층

• 물리계층을 통해 전송되는 데이터의 물리적 전송오류를 해결
• 전송 데이터를 프레임이라고 부른다.
• 두 단말기가 1:1로 직접 연결된 환경에서 데이터 전송기능을 지원
• 흐름제어, 노드 대 노드의 주소지정, 전송제어, 오류제어

물리 계층

• 물리적 인터페이스
• 비트열의 데이터를 받아 전기적 신호로 변환 후 전송매체를 통해 수신측에 전송
• DTE, DCE 간의 인터페이스
• RS-232C

하위 계층에서 상위 계층으로 데이터가 이동할 때 헤더는 삭제되고 상위 계층에서 하위 계층으로 데이터가 이동할 때 헤더는 추가된다.

TCP/IP

• ARPA에서 갭라한 네트워크를 통해 컴퓨터가 통신하는 방법을 규정
• 물리, 데이터링크, 네트워크, 전송, 응용 계층으로 구성
• TCP/IP의 응용계층은 OSI의 세션, 표현, 응용을 합친 계층

PDU 프로토콜 데이터 단위 계층 구성의 프로토콜에서 상위 프로토콜 계층으로부터 송신을 위해 주어지는 데이터 단위 LLC의 부계층에서 만들어 진다. 응용계층: 메세지, 전송계층: 세그먼트, 네트워크계층: 데이터그램, 데이터링크계층: 프레임

IP

• 인터넷 프로토콜
• 신뢰성을 제공하지 않는 비연결형 데이터그램 프로토콜
• 패킷을 분할, 병합하는 기능 수행
• 헤더 체크섬만 제공
• 클래스 A~C는 유니캐스팅에서 사용하고 클래스 D는 멀티캐스팅에 사용, 클래스 E는 예비주소체계
• A에서 C로 갈수록 규모가 작은 네트워크

UDP

• 사용자 데이터그램 프로토콜, User Datagram Protocol
• 상위계층에서 받은 데이터를 IP 프로토콜에 전달하지만 데이터그램이 목적지까지 제대로 도착했는지 확인하지 않음
• 포로토콜을 처리하는 기능이 작아 TCP보다 처리가 빠르다.
• 헤더, 데이터 모두 체크섬 기능 제공
• 헤더는 송신포트, 수신포트, 길이, 체크섬으로 구성

TCP

• 분할 단위는 세그먼트
• 연결형 서비스 제공
• 신뢰성 있는 데이터 전송 보장
• 전이중 방식
• 헤더는 송신, 수신포트, 순서번호, 응답번호, 데이터 오프셋, 예약, 윈도우, 체크섬, 긴급 포인터로 구성

피기백킹 piggybacking, 수신한 패킷에 대한 확인 응답을 전송하는 패킷에 포함하여 같이 전송

TCP 헤더 플래그 비트

• URG: 긴급 포인터 필드가 유효한지
• ACK: 응답번호 필드가 유효한지
• PSH: 현제 세그먼트의 데이터를 상위 계층에 즉시 전달하도록 지시
• RST: 연결의 리셋이나 유효하지 않은 세그먼트에 대한 응답
• SYN: 연결 설정 요구
• FIN: 연결 종료 의사

주소변환

ARP

• 주소 결정 프로토콜, Address Resolution Protocol
• IP 주소를 MAC 주소로 변환

RARP

• 역순 주소 결정 프로토콜, Reverse Address Resolution Protocol
• MAC 주소를 IP 주소로 변환

ICMP

• Echo request, Echo reply: 반향 요청, 반향 응답, 네트워크의 신뢰성을 검증
• Destination unreachable: 목적지 도착 불가능
• Source quench: 소스 억제
• Time Exceeded: 실행시간 초과
• 인터넷 환경에서 오류 처리를 지원하는용도로 사용
• IP 패킷의 데이터 부분에 캡슐화되어 송신 호스트로 전달

IGMP

• 임의의 호스트가 멀티캐스트 그룹에 가입하거나 탈퇴할 때 사용하는 프로토콜
• 자신이 IGMP 메세지에 표시된 멀티캐스트 주소의 멤버임을 다른 호스트와 라우터에 알리는 용도

DHCP

• Dynamic Host Configuration Protocol, 동적 호스트 설정 통신규약
• TCP/IP 통신을 실행하기 위해 필요한 설정 정보를 자동적으로 할당, 관리하기 위한 통신규약
• RFC 1541에 규정
• DHCP를 사용하지 않는 경우에는 각 컴퓨터마다 IP 주소가 수작업으로 입력되어야 한다.
• 네트워크 관리자가 중앙에서 IP 주소를 관리하고 할당하며, 컴퓨터가 네트워크의 다른 장소에 접속되었을 때 자동으로 새롱누 IP 주소를 전송
• IP 주소가 일정 시간 동안만 컴퓨터에서 유효하도록 하는 임대 개념

IPv6

• 128 비트

LAN

• 단일 기관 소유
• 연결성
• 경로 선택이 필요 없음
• 광대역 전송매체 사용으로 고속통신 가능
• 높은 신뢰도
• 자원 공유
• 분산 처리
• 분산 제어
• 정보 교환

스타형 / 별형 LAN

버스형 LAN

• 보통 CSMA/CD 방식 이용, 토큰 버스 방식도 이용

베이스 밴드 특정 반송파를 변조하기 위해 사용되는 모든 신호에 의해 얻어지는 주파수 대역 기저대역

CSMA/CD

• Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
• 반송파 감지 다중 접속 및 충돌탐지
• 호스트가 회선의 상태를 감시하여 충돌을 피하는 방식
• 충돌이 확인되면 일정시간 대기 후 다시 충돌을 확인하고 충돌이 감지되지 않을 경우 데이터를 전송
• IEEE 802.3
• 버스형 네트워크

토큰 버스

• IEEE 802.4
• 물리적으로는 버스구조, 논맂거으로는 링형태의 구성
• 부하 증가에 딸느 영향이 적다.
• 부하가 적어도 기본적인 오버헤드

링형 LAN

• 광섬유의 특성에 잘 맞는 형태

토큰 링

• IEEE 802.5
• 부하의 증가에 따른 영향을 적게 받음
• 부하가 적어도 기본적인 오버헤드가 있다.

트리형 / 허브형 LAN

메시형 LAN

전송 매체에 따른 분류

• 이중 꼬임선 LAN
• 동축 케이블 LAN
• 광섬유 LAN
• 무선 LAN: RF, Microwave, 적외선, 위성파

전송 방식에 따른 분류

• 베이스밴드 LAN: 신호 변조 없이 송신하는 방식, 중소규모 형태
• 브로드밴드 LAN: 모뎀 등에 의해 변조시켜 송신하는 방법, 주파수 변조와 위상 변조, 대규모

매체접근 방법에 의한 분류

• 고정할당방식: FDM, TDM
• 랜덤할당방식: ALOHA, CSMA, CSMA/CD
• 요구할당방식: token passing, register, insertion, slotted

근거리 통신망의 구성요소

하드웨어

• 서버 컴퓨터
• 리피터: 케이블에 전송되는 전기적인 데이터 신호를 재생하고 중계하는 장치, 물리계층
• 허브: 클라이언트들을 네트워크에 연결하는 가장 기본적인 공유연결장치, 물리계층
• 브리지: 서로 다른 두 네트워크를 연결할 때 사용하는 가장 기본적인 장치, 물리 데이터링크 계층
• 라우터: 서로 다른 세그먼트 간에 브로드캐스트 패킷이 전달되지 않도록 트래픽을 분리하는 역할 및 원격지에 있는 랜과 랜을 연결해주는 역할, 물리 데이터링크, 네트워크 계층
• LAN 스위치: 데이터 전송 시 멀티미디어 데이터가 많은 경우 각 노드 간에 패킷 재전송 작업이 많이 발생하여 네트워크 성능이 떨어지고 대역폭 부족이 발생하는데 이런 문제점을 해결하기 위한 장비
• 게이트웨이: 사용하는 매체나 각종 프로토콜이 일치하지 않는 서로 다른 네트워크 구조의 네트워크 사용자끼리도 통신이 가능하도록 해주는 장치

CIU

• Computer Interface Unit
• 컴퓨터 접속장치 및 네트워크 연결장비
• 랜 카드, 허브, 브리지, 라우터, 스위치, 게이트웨이 장비 등

BIU

• Basic Information Unit
• 네트워크에서 데이터 전송 시 사용되는 기본 정보 단위

통신망 노드

• 컴퓨터 네트워크는 컴퓨터, 데이터 통신망, 단말장치 등으로 구성

LAN의 논리 링크 제어

LLC 계층

• 논리링크제어, Logical Link Control
• 슬라이딩 윈도우 프로토콜 사용

MAC 계층

• 공유 버스 방식의 이더넷
• 토큰 링 방식

IEEE 802 프레임 형식

• IEEE 802.3에서 제정한 1-persistent CSMA/CD 방식의 근거리 통신망 환경에 관해 규정한 표준안

802.3 이더넷 프레임 구조

• 필드 크기는 바이트
• Preamble, Start delimiter, destination addr, source addr, length, data, pad, checksum

MAU Media Attachment Unit 호스트 컴퓨터상의 부착 유닛 인터페이스 포트를 UTP 또는 동축 케이블 등과 같은 이더넷 네트워크 매체에 접속하기 위한 장치

공통키 암호 방식

• 관용암호 방식, Conventional Encryption System
• 환자 암호: Substitution Cipher 평문 문자를 암호문 문자로 일대일 대응시켜 암호화하는 방식
• 전치 암호: Transpose Cipher 평문 문자의 순서를 어떤 특별한 절차에 따라 재배치하여 평문을 암호화 하는 방식, 순열 암호
• 적 암호: Product Cipher 암호 강도를 향상시키기 위해 전치와 환자를 혼합한 암호 방식

공개키 암호 방식

키 분배 프로토콜

• 키 분배: 키가 생성된 위치로부터 암호 알고리즘에서 사용된 위치로 암호화 키를 전송하는 과정
• 키 사전분배: key predistribution 한 가입자가 키를 만들어 상대 가입자 또는 양측 가입자에게 전달하는 방식
• 키 동의: key agreement 암호 방식을 이용하려는 상대자가 서로 키를 설정하는데 공동으로 참여하는 방식

DES CBC, CFB, OFD, ECB 모드

베스천 호스트 철저한 방어정책이 구현된 방화벽 외부로부터의 일차적인 연결을 받아들이는 시스템