[정처기 실기] 「4」 | 네트워크 - (4.1) 네트워크(1)

[정처기 실기] 「4」 | 네트워크 - (4.1) 네트워크(1)

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> 1. 네트워크

1. 네트워크

네트워크 기본

네트워크

○ 2대 이상의 컴퓨터들을 연결하고 서로 통신할 수 있는 환경

○ 거리 기반 네트워크

  - PAN(Personal Area Network) : 5m 전후의 인접 통신

  - LAN(Local Area Network) : 근거리 네트워크

  - MAN(Metropolitan Area Network) : LAN과 WAN의 중간 형태

  - WAN(Wide Area Network) : 광대역 네트워크망

 

네트워크 토폴로지(Network Topology)

○ 계층 / 트리 / 분산형(Tree) : 계층적 구조, 분산 처리 시스템, 확장 많으면 트래픽 과중

○ 버스형(Bus) : 모든 노드가 하나의 중앙 버스 라인에 연결, 회선 양 끝 종단장치 필요, 신뢰성 높고, 기밀성 낮음

○ 성 / 스타 / 중앙 집중형(Star) : 모든 노드가 1 : 1로 중앙 노드에 연결, 중앙 노드가 처리 능력, 신뢰성 결정

○ 링 / 루프 / 원 / 환형(Ring) : 각 노드가 순환 형태로 두 개의 인접 노드와 연결, 양방향 가능, 기밀보호 어려움

○ 망 / 매쉬 / 그물 / 완전형(Mesh) : 노드들이 서로 광범위하게 연결, 공중 데이터 통신망, 낮은 확장성

 

데이터 전송

○ 아날로그 / 디지털 전송

  - 아날로그 전송 : 전송 매체를 통해 아날로그 신호 형태로 전달

  - 디지털 전송 : 전송 매체를 통해 디지털 신호 형태로 전달

○ 방향에 따른 구분

  - 단방향 통신(Simplex) : 일방적인 통신(TV, 라디오)

  - 반이중 통신(Half Duplex) : 양방향 통신, 동시 전송 불가(무전기)

  - 전이중 통신(Full Duplex) : 양방향 데이터를 동시에 송수신(전화기)

○ 직렬 / 병렬 전송(Transmission)

  - 직렬 전송(Serial) : 한 번에 한 비트씩 순서대로 전송

  - 병렬 전송(Parallel) : 문자 단위 등 여러 비트를 동시에 전송

○ 동기 / 비동기 전송

  - 동기식 전송(Synchronous) : 고속

    : 여러 문자를 포함하는 데이터 블록 단위로 전송

    : 문자 동기 방식과 비트 동기 방식이 존재

    : 회로 복잡, 휴지 기간 X 높은 전송 효율

    : 데이터 통신망, 전화 교환망

    : SYN, STX(Start of Text), ETX(End of Text)

  - 비동기식 전송(Asynachronous) : 저속

    : 데이터의 시작과 끝을 Start Bit, Stop Bit로 표시하여 동기화

    : 저속 전송에 사용(300bps ~ 1200 bps)

    : 회로 단순, 휴지 기간 O 낮은 전송 효율

    : 편지, 이메일

○ 비동기 전송 모드(ATM, Asynchronous Transfer Mode)

  - 자료를 일정 크기(Cell)로 정한 후 순서대로 전송, 멀티미디어 서비스에 적합

  - Cell : 고정 길이 패킷 크기 53 Byte(페이로드 48 Byte + 헤더 5 Byte)

  - 단순 처리 방식, 고속망 적합, 실시간 / 비실시간 서비스 제공 가능

  - 고정 비트레이트(CBR) / 가변 비트레이트(VBR) 모두 처리 가능

 

근거리 통신망(LAN, Local Area Network)

LAN

○ 여러 대의 컴퓨터와 주변장치가 통신 네트워크를 구성하여 통신하는 망, 학교 / 사무실 / 건물 등 가까운 거리

○ LAN의 구성요소

  - NIC(Network Interface Card) : LAN 카드

  - 리피터(Repeater) : 증폭기 역할

  - 허브(Hub) : 케이블 집중 장치

  - 브리지(Bridge) : 서로 다른 LAN을 연결

  - 라우터(Router) : 서로 다른 네트워크 연결

  - 게이트웨이(Gateway) : 서로 다른 통신망 간 메시지 전달

○ LAN의 전송 방식

  - 베이스 밴드(Base Band) : 디지털 신호를 변조하지 않고 전송, 짧은 거리

  - 브로드 밴드(Broad Band) : 디지털 데이터를 아날로그 데이터로 변조하여 전송, 먼 거리

○ LAN의 프로토콜

  - LLC(Logical Link Control) : OSI 모델의 데이터 링크 계층(흐름 제어, 오류 제어)

  - MAC(Medium Access Control) : 물리적 전송 매체와의 연결 방식을 제어

 

LAN의 표준 802.X 시리즈

○ 802.1 : LAN의 전체 구성

○ 802.2 : LLC에 관한 규약

○ 802.3 : CSMA/CD, 유선 랜(충돌 감지 가능)

○ 802.4 : 토큰 버스

○ 802.5 : 토큰 링

○ 802.6 : 도시형 통신망(MAN)

○ 802.8 : Fiber Optic LANS

○ 802.9 : 종합 음성 / 데이터 네트워크

○ 802.11 : CSMA/CA, 무선 랜(충돌 회피 기능)

○ 802.15 : 무선 개인 통신망(WPAN) 표준

 

HDLC(High-level Data Link Control)

○ 데이터 링크 계층에서 사용되는 비트 지향 프로토콜

○ FCS를 통해 오류를 검출하고, 순차적인 번호 매김, 확인 응답을 통해 흐름 제어

○ BSC(프레임에 전송 제어 문자 삽입), LAP-B(패킷 교환망), LAP-D(ISDN에서 사용),

○ PPP(전화회선을 이용한 PC 간 연결), LLC(LAN 프로토콜)

○ 프레임 구조

  - 플래그 : 각 프레임의 시작과 끝

  - 주소 필드 : 프레임의 수신자를 식별

  - 제어 필드 : 프레임의 유형(정보, 감독, 비순서 프레임)을 식별

  - 데이터 : 실제 전송할 사용자 데이터

  - FCS : 오류 검출을 위한 필드

○ HDLC 프레임 유형

  - 정보 프레임(I-frame) : 데이터 전송

    : 제어부 0으로 시작

    : Seq(송신용 순서번호) / Next(응답용 순서번호) / P/F(주국 컴퓨터가 종국 컴퓨터의 데이터 전송 허용)

  - 감독 프레임(S-frame) : 오류 검출 / 흐름 제어, 2비트로 구성되어 Type(0 ~ 3)으로 구성

    : 제어부 10으로 시작

    : Next만 존재

  - 비순서 프레임(U-frame) : 추가적인 제어 목적 / 특별한 상황, 2비트 Type + 3비트 Modifier = 5비트 구성

    : 제어부 11로 시작

○ HDLC 스테이션

  - 주국(Primary Station) : 링크 제어의 책임을 갖고 명령을 내림

  - 종국(Secondary Station) : 주국 제어 하에 동작하며 응답만 가능

  - 혼성국(Combined Station) : 명령과 응답 모두 처리

○ HDLC 전송 모드

  - 정규 응답 모드(Nomal Response Mode, NRM)(1 : 다 불균형)

    : 하나의 주국과 하나 이상의 종국

    : 주국은 네트워크에서 통신을 제어, 종국은 주국의 지시에만 응답

  - 비동기 균형 모드(Asynchronous Balanced Mode, ABM)(1:1 균형)

    : 가장 일반적으로 사용되는 HDLC 모드

    : 모든 단말이 혼합국 관계, 독립적으로 데이터 전송 / 수신

  - 비동기 응답 모드(Asynchronous Response Mode, ARM)(1 : 다 불균형)

    : 주국이 통신을 제어하지만, 종국도 자체적으로 데이터 전송을 시작할 수 있는 모드

 

데이터 교환 방식과 다중화

데이터 교환 방식

교환 방식
회선 교환	축적 후 교환
	패킷 교환		메시지 교환
	데이터그램 방식	가상회선 방식

  - 데이터그램 방식(Datagram)

    : 정보 전송 단위는 패킷(규격화 / 고정된 길이)

    : 연결 경로 사전 설정 없이, 각 패킷을 순서에 무관하게 독립적으로 전송

  - 가상회선 방식(VC, Virtual Circuit)

    : 별도의 가상회선으로 송 / 수신 간 데이터 전달

    : 전송 완료 후 가상회선도 종료, 패킷 전송 전 논리적 통신 경로를 미리 설정

 

다중화(Multiplexing)

○ 하나의 통신 회선을 여러 가입자가 동시에 사용할 수 있게 하는 기능

○ 다중화기(MUX, MUltipleXer) : 여러 개의 터미널 신호를 하나의 통신 회선을 통해 전송할 수 있게 하는 장치

○ 다중화기 종류

  - 주파수 분할 다중화기(FDM, Frequency Division Multiplexer)

  - 시분할 다중화기(TDM, Time Division Multiplexer)

    : 동기식 / 비동기식(지능형 다중화, 통계적 시분할)

  - 코드 분할 다중화(CDM, Code Division Multiplexer) : 코드로 고유한 주파수 만듦
  - 파장 분할 다중화(WDM, Wavelength Division Multiplexing) : 광 채널 이용

  - 공간 분할 다중화(SDM, Space Division Multiplexing)

○ 역다중화기와 집중화기

  - 역다중화기(Inverse MUX) : 하나의 고속 통신 회선 데이터를 받아 여러 개의 저속 회선으로 나눠 전송

  - 집중화기(Concentrator) : 여러 개의 저속 회선에서 데이터를 버퍼에 축적한 후, 하나의 고속회선으로 전송하는 장치

 

인터넷

인터넷

○ TCP / IP 프로토콜을 기반으로 컴퓨터와 네트워크들이 연결된 광범위한 통신망

 

IP

○ 인터넷에서 컴퓨터나 다른 네트워크 장치를 식별할 수 있는 고유한 번호

  - IP 주소 클래스

    : A Class - 0 ~ 127 / 0, 국가 / 대형 통신망

    : B Class - 128 ~ 191 / 10, 중대형 통신망

    : C Class - 192 ~ 223 / 110, 소규모 통신망

    : D Class - 224 ~ 239 / 1110, 멀티캐스트용

    : E Class - 240 ~ 255 / 1111, 실험용

○ IPv4

  - 표시 형식

    : 점으로 구분된 10진수 표시

    : 192.168.43.100 > 11000000.10101000.00101011.01100100 > 8비트씩 4부분, 32비트, 4 옥텟

    : (1byte = 8bit = 1 Octect)

    : 네트워크 부분 + 호스트 부분

  - 주소 분류

    : 유니캐스트(Unicast) - 단일 송신자와 단일 수신자 간 통신

    : 멀티캐스트(Multicast) - 단일 송신자와 다중 수신자 간 통신

    : 브로드캐스트(Broadcast) - 같은 네트워크의 모든 장비에게 보내는 통신

○ IPv6

  - 주소 고갈 문제 해결을 위해 개발, 패킷 크기 제한 X

  - 표시 형식

    : 콜론(:)으로 구분된 16진수 표시

    : 2001:0DB8:1000:0000:0000:0000:1111:2222 > 16비트씩 8부분, 128비트

  - 주소 분류

    : 유니캐스트(Unicast) - 단일 송신자와 단일 수신자 간 통신

    : 멀티캐스트(Multicast) - 단일 송신자와 다중 수신자 간 통신

    : 애니캐스트(Anycast) - 그룹 내 가장 가까운 수신자에게 전달

○ IPv4 / IPv6 전환 기술

  - 듀얼 스택(Dual Stack) : IPv4 / IPv6 모두 지원

  - 터널링(Tunneling) : IPv6 패킷을 IPv4 패킷 속에 캡슐화하여 전송

  - 주소 변환(Address Translation) : IPv6 시스템과 IPv4 시스템 간 헤더 변환

 

서브넷

○ 서브넷(Subnet) : 하나의 큰 네트워크를 더 작은 네트워크로 분할한 것

○ 서브네팅(Subnetting) : 하나의 IP 네트워크를 더 작은 네트워크 영역으로 나누는 과정

○ 서브넷 마스크(Subnet Mask) : IP 주소에서 네트워크 부분과 호스트 부분을 구분하는 데 사용

 

IP 기타 기술

○ NAT(Network Address Translation) : 사설 IP 주소와 공인 IP 주소 간 변환

○ 사용 목적 

  - 공인 IP 주소의 절약

  - 내부 네트워크의 보안 강화

○ 주소 할당 방식에 따른 NAT 종류

  - Static NAT : 공인 IP 주소와 사설 IP 주소를 1 : 1로 매칭

  - Dynamic NAT : 여러 공인 IP 주소를 사설 IP 주소와 매칭할 때 사용

  - PAT(Port Address Translation) : 포트 번호를 이용하여 구분

○ DNS(Domain Name System) : 도메인 이름을 IP 주소로 변환하거나 IP 주소를 도메인 이름으로 변환

○ QoS(Quality of Service) : 네트워크 자원을 효율적으로 사용하여 특정 트래픽의 성능, 속도를 보장하는 기술

○ VPN(Virtual Private Network) : 공용 네트워크를 통해 사설 네트워크에 안전하게 접속할 수 있게 하는 기술

○ DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) : 네트워크 장치에 자동으로 IP 주소를 할당하는 프로토콜

 

 

 

 

 

 

 

 

출처 | 흥달쌤