[(구)정처기/컴퓨터일반] (5) 데이터통신 자주 틀리는 내용 정리

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<p class="notice--warning"><span style="color:red;font-weight:bold;">주의)</span> 해당 내용은 (구)정보처리기사, 컴퓨터일반 내용을 기반으로 문서화하였습니다. 수정이 필요하거나, 부족한 내용이 있을시 답글을 남겨주시면 해당 항목을 수정하겠습니다.</p> <hr /> <h3 id="네트워크-서비스">네트워크 서비스</h3> <ul> <li>여러 개의 컴퓨터를 연결하여 각각에 연결된 컴퓨터의 하드웨어 자원과 소프트웨어 자원을 공유, 데이터나 파일을 공유</li> </ul> <h3 id="데이터-통신-시스템의-발전">데이터 통신 시스템의 발전</h3> <ul> <li>SAGE : 미국의 군사용 방공 시스템, 최초의 데이터 통신 시스템</li> <li>SABRE : 항공기 좌석 예약 시스템, 상업용</li> <li>ARPANET : 최초의 유선 패킷 시스템, 인터넷 기술의 모체</li> <li>ALOHA : 최초의 무선(라디오) 패킷 네트워크 시스템, CSMA, CSMA/CD의 모체</li> <li>CTSS : 최초의 학내 시스템, 시분할 기술 최초 사용</li> <li>SNA(System Network Architecture) : 네트워크의 표준화를 제시한 최초의 네트워크 시스템</li> </ul> <h3 id="데이터-통신-시스템">데이터 통신 시스템</h3> <ul> <li>데이터 전송계 <ul> <li>단말장치(DTE : Data Terminal Equipment) <ul> <li>데이터 전송 회선</li> </ul> </li> <li>신호변환기(DCE) / 통신회선</li> <li>통신 제어 장치(CCU:Communication Control Unit) : 오류/동기/흐름/응답 제어</li> </ul> </li> <li>데이터 처리계 <ul> <li>컴퓨터 <ul> <li>하드웨어 / 소프트웨어</li> </ul> </li> </ul> </li> <li>DTE ⇒ DCE ⇒ 통신망 ⇒ DCE ⇒ DTE ⇒ CCU ⇒ HOST Com</li> </ul> <h3 id="데이터-통신-시스템의-구성-요소">데이터 통신 시스템의 구성 요소</h3> <ul> <li>통신 시스템의 3대 구성 요소 : 단말 장치, 통신 제어 장치, 전송 장치</li> <li>전송 시스템의 3대 구성 요소 : 단말 장치, 통신 제어 장치, 데이터 전송 회선</li> </ul> <h3 id="베어러-속도--반송-속도">베어러 속도 = 반송 속도</h3> <ul> <li>데이터 신호에 동기 신호와 상태 신호를 합한 속도</li> </ul> <h3 id="디지털-vs-아날로그-신호">디지털 vs 아날로그 신호</h3> <ul> <li>디지털 : 많은 대역폭이 필요, 전송 거리가 짧아 증폭기 사용, LSI/VLSI 기술 진보</li> </ul> <h3 id="모뎀의-분류">모뎀의 분류</h3> <ul> <li>동기 방식 <ul> <li>비동기식 모뎀 방식 : ASK, FSK</li> <li>동기식 모뎀 방식 : PSK, QAM</li> </ul> </li> <li>FSK(Frequency Shift Keying: 주파수 편이 변조)<br /> Non-coherent 방식 : 다양한 주파수와 진폭, 다양한 모양의 위상, 비동기와 유사</li> <li>QAM(Quadrature Amplitude Modulation : 진폭 위상 변조, 직교 위상 변조)<br /> Coherent 방식 : 단일 주파수, 같은 모양의 위상, 동기와 유사<br /> 2차원 벡터 공간에서 신호를 사용할 수 있음</li> </ul> <h3 id="dsudigital-service-unit">DSU(Digital Service Unit)</h3> <ul> <li>신호 변환 방식 <ul> <li>단극 RZ(Return to Zero)</li> <li>양극 NRZ(Non Return to Zero) <ul> <li>NRZ-L(Level) : ‘1’ : 양극 / ‘0’ : 음극</li> <li>NRZ-M(Mark=’1’) : ‘1’ : 비트 간격의 중간에서 천이 / ‘0’ : 천이 없음</li> <li>NRZ-S(Space=’0’) : ‘1’ : 천이 없음 / ‘0’ : 비트 간격의 중간에서 천이</li> <li>NRZ-I(Inversion) : ‘0, 1 ⇒ 1’ : Interval 중간에서 변화</li> </ul> </li> <li>바이폴라(Bipolar) <ul> <li>AMI(교호 반전 부호), 3원 부호, ISDN 신호 방식, 동기화 어려움</li> <li>‘1’ : 양극과 음극 교대로 변환, ‘0’ : Zero</li> </ul> </li> <li>맨체스터(Manchester) <ul> <li>하나의 펄스폭을 2개로 나누어 ‘1’, ‘0’을 반대로 구성하여 사용</li> <li>CSMA/CD LAN에서의 전송부호로 사용, 동기화 가능</li> </ul> </li> </ul> </li> </ul> <h3 id="codec">CODEC</h3> <ul> <li>양자화 잡음(PCM 극 장치) : 실수형의 표본 값 ⇒ 정수 반올림, 이 때 발생하는 오차</li> <li>부호화 : 인접 부호 간 1비트만 변화하는 그레이코드 주로 사용 <ul> <li>원천 부호화: 제한된 대역폭에서 고속 전송 <blockquote> <p>DM(Delta Modulation), PCM(Pulse Code Modulation) 허프만 코딩, LPC(Linear Predictive Coding), PNM</p> </blockquote> </li> <li>채널 부호화 : 에러 검출 및 정정을 위한 비트를 추가하여 전송</li> <li>파형 부호화 : 디지털 부호를 전송 회선에 적합한 파형으로 변환하는 방식 <blockquote> <p>PCM, DPCM, ADPCM, DM</p> </blockquote> </li> </ul> </li> <li>ISI(InterSymbol Interference)<br /> PCM에서 수신된 신호 파형이 일그러져서 각 비트에 할당된 슬롯 타임을 벗어나 인접 슬롯 타임에 영향을 주는 현상, 이러한 현상으로 신호 파형이 중첩되게 된다 중첩되는 모양을 오실로스코프로보면 사람의 눈을 닮아 아이 패턴이라 함</li> <li>Optimum Sampling Time : 아이 패턴이 열린 최대 높이가 최적의 샘플링</li> <li>Sensitivity to Timing Error : 아이 패턴의 기울기를 통해 시간 오차에 대한 민감도 평가</li> <li>Noise Margin : 아이 패턴이 눈을 뜬 상하의 높이 만큼</li> <li>Maximum Distortion : 아이 패턴의 맨 위와 맨 아래의 파형들의 진동폭은 신호가 샘플링되는 순간 왜곡되는 최대값</li> </ul> <h3 id="비동기식-전송">비동기식 전송</h3> <ul> <li>간헐적, 독립적, 문자 단위 전송</li> <li>휴지 시간 존재, 저속 전송, 버퍼를 적게 사용</li> <li>대화용 전송에 적당, ASK/FSK</li> <li>일반적으로 패리티 비트 추가 전송 <h3 id="동기식-전송">동기식 전송</h3> </li> <li>블록 단위 전송, 파일 전송 적합</li> <li>PSK, QAM</li> </ul> <h3 id="rs-232c">RS-232C</h3> <ul> <li>핀4(RTS-송신 요청) : 송신할 데이터가 있음을 DTE에서 DCE로 전달</li> <li>핀5(CTS-송신 준비 완료) : DCE에서 DTE로 신호 전달, ON/OFF</li> <li>핀8(DCD-수신선 신호 감지) : DCE가 선로쪽으로부터 감시할 수 있는 크기의 신호를 수신하고 있음을 DTE에게 통보</li> </ul> <h3 id="데이터-전송-프레임">데이터 전송 프레임</h3> <ul> <li>문자 지향 프레임 = BSC 프레임 구조 <ul> <li>BASIC, 반이중 방식만 사용</li> <li>같은 전송 회선만 가능 (종속적)</li> <li>동기/비동기 전송 방식 사용</li> <li>SYN(7) / SYN(7) / SOH(7) /Heading / STX(7) / TEXT / ETX(7) / BCC(7)</li> </ul> </li> <li>비트 지향 프레임 <ul> <li>동기식 전송</li> <li>Flag(8) / Address(8bit ~ 8Byte) / Control(8/16) / Info / FCS(16/32) / FLAG(8)</li> <li>Control <ul> <li>I Frame : 첫 번째 비트가 0, 순수한 정보, 피기백킹</li> <li>S Frame : 상위 두 비트 10, 감시, 감독</li> <li>U Frame : 상위 두 비트 11, 초기 설정 및 링크 확립과 해제 <ul> <li>NRM(표준 응답 모드 : Normal Response Mode, UNC)<br /> 반이중 통신, 주 스테이션이 링크 제어</li> <li>ARM(비동기 응답 모드 : Asynchronous Response Mode, UAC)<br /> 전이중 통신, 주 스테이션이 링크 제어</li> <li>ABM(비동기 균형 모드 : Asynchronous Balance Mode, BAC)</li> <li>전이중 통신, 주 스테이션과 부 스테이션 구분이 없음</li> <li>링형, 망형 구조</li> <li>X.25링크에서 LAPB와 동일</li> <li>SIM(Set Initial Mode) : 설정 초기화</li> </ul> </li> </ul> </li> </ul> </li> </ul> <h3 id="오류-제어">오류 제어</h3> <ul> <li>순방향 오류 수정(FEC : Forward Error Correction) : <ul> <li>해밍코드 <blockquote> <p>해밍 거리 : 같은 비트 수를 갖는 이진 부호 사이에 대응되는 비트 값이 일치되지 않는 것의 개수</p> </blockquote> </li> <li>상승코드</li> </ul> </li> <li>역방향 오류 수정(BEC : Backward Error Correction) : 역 채널 필요 ⇒ 재전송 <ul> <li>CRC, 패리티 비트, 블록 합</li> <li>ARQ <ul> <li>Stop-And-Wait : BASIC 전송 절차</li> <li>Go-Back-N : <ul> <li>오류가 발생한 프레임부터 다시 전송, 중복 전송 문제 발생</li> <li>HDLC, SDLC</li> </ul> </li> <li>Selective-Repeat : <ul> <li>오류가 발생한 프레임만 재전송, 별도의 버퍼가 필요</li> <li>HDLC</li> </ul> </li> <li>Dynamically</li> </ul> </li> </ul> </li> </ul> <h3 id="오류-검출-방식">오류 검출 방식</h3> <ul> <li>군 계수 검사 방식</li> <li>패리티 방식 : 짝수 개의 비트가 오류가 발생할 경우 검출률이 낮아짐 <ul> <li>수직 중복 검사(VRC : Vertical Redundancy Check)</li> <li>세로 중복 검사(LRC : Longitudinal Redundancy Check)</li> <li>순환 중복 방식(CRC : Cyclic Redundancy Check = 집단, 군집 오류 검출) <ul> <li>다항식을 계산, 오류를 수정할 수는 없음(재전송 요청)</li> <li>동기식 전송에 적합</li> </ul> </li> </ul> </li> <li>검사 합(Check Sum)</li> <li>해밍 코드</li> <li>상승 코드<br /> 여러 개의 비트 오류가 있더라도 한계값/순차적 디코딩을 이용하여 모두 수정</li> <li>정 마크 방식 : 전송 비트수에 1의 개수와 0의 개수를 고정적으로 정하여 전달 <ul> <li>2 out-of 5 : 5개의 비트 전송 ⇒ 1의 비트 2개, 0의 비트 3개</li> </ul> </li> </ul> <h3 id="다중화기">다중화기</h3> <ul> <li>주파수 분할 다중화(FDM : Frequency Division Multiplexing) <ul> <li>전송 매체의 유효 대역폭이 클 때 사용</li> <li>아날로그 신호, 비용 저렴, 기술이 간단</li> <li>비동기식 전송, 멀티 포인트 방식에 적합</li> <li>모뎀의 역할을 겸하므로 별도의 모뎀이 필요하지 않음</li> <li>전송지연 없이 실시간 전송이 가능</li> <li>보호대역 때문에 대역폭이 낭비</li> <li>TV, 라디오와 같은 공중파, CATV, ADSL</li> </ul> </li> <li>시간 분할 다중화(TDM : Time Division Multiplexing) <ul> <li>전송 매체의 유효 전송률이 클 때 사용</li> <li>디지털 신호, 비용/기술 복잡</li> <li>전송지연 없이 실시간 전송이 가능</li> <li>별도의 모뎀 필요, 대역폭이 낭비되지 않음</li> <li>STDM(동기식 시분할 다중화 : Synchronous TDM)</li> <li>ATDM(비동기식/통계적 시분할 다중화 : Asynchronous TDM) <ul> <li>흐름 제어, 에러 제어 및 자체 진단 기능 ⇒ 지능 다중화기</li> <li>헤더 정보를 필요로 하며, STDM에 비해 시간 슬롯 당 정보 전송률 증가</li> </ul> </li> </ul> </li> <li>코드 분할 다중화(CDM : Code Division Multiplexing) <ul> <li>확산 대역 방식, 전송 용량/품질 증가</li> <li>보안성 보장, 전송지연이 감소, 이동통신에 사용</li> </ul> </li> </ul> <h3 id="다중화의-발전-기술">다중화의 발전 기술</h3> <ul> <li>OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 직교 주파수 분할) <ul> <li>분할된 반송파 사이의 주파수 간격을 최소화하기 위해 직교 다중화</li> </ul> </li> <li>DSSD(Direct Sequence Spread Spectrum) <ul> <li>고정된 하나의 채널을 이용하여 전송하는 방식</li> <li>디지털 데이터를 넓은 대역으로 분산하여 전송하는 방식</li> </ul> </li> <li>FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum) <ul> <li>23개의 채널을 이용하여 데이터를 전송하는 방식</li> <li>송수신측에서 주파수의 위치를 변화시키면서 통신하는 방식</li> </ul> </li> </ul> <h3 id="블루투스">블루투스</h3> <ul> <li>RF & Baseband - 물리 계층 : 통신 장비</li> <li>Link Manager - 링크 계층 : 연결 보안 설정</li> <li>HCI Bottom - 네트워크 계층</li> <li>HCI Top - 전송 계층 : 통신 기기와 통신 기기 제어기 사이에 연결</li> <li>L2CAP - 세션 계층 : 통신 기기 프로토콜과 통신 기기 제어기 프로토콜 사이를 중재</li> <li>RFCOMM - 통신 기기 간의 논리적 접속 제어</li> <li>Application</li> </ul> <h3 id="집중화기">집중화기</h3> <ul> <li>여러 개의 채널을 몇 개의 소수 회선으로 공유화시키는 장치</li> <li>구조 복잡, 불규칙 전송에 사용</li> <li>입출력 각각의 채널 대역폭이 다르다</li> </ul> <h3 id="전용-회선">전용 회선</h3> <blockquote> <p>직통 회선 / 분기 회선 / 직선 분기 회선</p> </blockquote> <h3 id="교환-회선">교환 회선</h3> <ul> <li>회선 교환 방식 : 관리 제어 신호, 주소 제어 신호, 호 정보 제어 신호, 감시 제어 신호 <ul> <li>SLIP : 교환기 사이에 클록 주파수의 차이로 데이터의 손실이 발생 (DCS 설치 필)</li> <li>공간 분할 교환 방식 <ul> <li>단일 / 다단 교환 방식</li> </ul> </li> <li>시간 분할 교환 방식 <ul> <li>TDM 버스 교환 방식 ⇒ 동기식</li> <li>시간 슬롯 상호 교환 방식 ⇒ 대부분 사용, 전 2중 동작을 위해 한 쌍의 슬롯</li> <li>시간 다중화 방식 : TSI 장치 문제점(크기가 커지면 지연이 커짐) 해결</li> </ul> </li> </ul> </li> <li>축적 교환 방식 <ul> <li>메시지 교환 방식</li> <li>패킷 교환 방식 <ul> <li>가상 회선 패킷 교환 방식</li> <li>데이터 그램 패킷 교환 방식</li> </ul> </li> </ul> </li> </ul> <h3 id="교환-기술의-성능-비교-요소">교환 기술의 성능 비교 요소</h3> <ul> <li>전파 지연 / 전송 시간 / 노드 지연 시간 / 데이터 처리율</li> </ul> <h3 id="경로-선택">경로 선택</h3> <ul> <li>비적응적 방법 : 정적, 수동적인 방법 <ul> <li>고정 경로 선택(=착국 부호 방식, Fixed Routing)<br /> 상대방에 미리 붙여둔 번호를 해석해서 진행 경로 선정</li> <li>범람 경로 선택(Flooding Routing)</li> </ul> </li> <li>적응적 방법 : 능동적 <ul> <li>국부적 경로 선택(Isolated Routing) : 독립적인 판단에 의해 결정</li> <li>분산 경로 선택(Distribute Routing) : 자신을 중심으로 연결되어 있는 모든 경로 정보 분석</li> <li>집중 경로 선택(Centralized Routing) : 전체 네트워크 경로 흐름 파악/제어하는 RCC(Routing Control Center)의 정보로 경로를 선택</li> </ul> </li> </ul> <h3 id="경로-선택-프로토콜">경로 선택 프로토콜</h3> <ul> <li>RIP(Routing Information Protocol) : 평면적인 구조, 인접해있는 게이트웨이 정보 취득</li> <li>OSPF(Open Shortest Path Fast) : 계층적인 구조, 링크상태 알고리즘 사용</li> <li>BGP(Border Gateway Protocol) : 두 개 이상의 AS(자율적으로 사용하는 라우터 집합)로 사용되는 프로토콜, 관리자에 의해 독자적인 경로 설정이 필요할 때 사용</li> <li>IGRP(Internet Gateway Routing Protocol) : BGP를 보완, 중간 규모 네트워크</li> <li>RTP(Reliable Transport Protocol) : EIGRP(IGRP 개선) 패킷의 송수신을 위해 사용</li> </ul> <h3 id="트래픽-제어">트래픽 제어</h3> <ul> <li>흐름 제어 <ul> <li>슬라이딩 윈도(Sliding Window)<br /> 송신측에서는 수신측으로부터 전송할 프레임의 개수 미리 지정받음<br /> 수신측에서 전송할 프레임의 개수를 다시 지정 시 전송 가능<br /> X.25 패킷 레벨의 프로토콜에서도 사용</li> </ul> </li> <li>혼잡 제어</li> <li>교착 상태 회피</li> </ul> <h3 id="lanlocal-area-network">LAN(Local Area Network)</h3> <ul> <li>어떤 종류의 시스템 기기와도 연결이 가능</li> <li>오류 발생률 낮고 전송 지연을 최소화할 수 있음</li> <li>공유 매체 사용 ⇒ 경로 선택 없이 매체에 연결된 모든 장치로 데이터 전송 가능</li> <li>재배치, 확장성 우수</li> <li>광대역 전송 매체의 사용으로 고속 통신이 가능</li> <li>DCF(CSMA/CA방식) : IEEE 802.11의 기본적인 매체 접근 방식</li> </ul> <h3 id="isdnintegrated-service-digital-network">ISDN(Integrated Service Digital Network)</h3> <ul> <li>하나의 통신망으로 통폐합 ⇒ 확장성, 재배치 우수</li> <li>모든 통신 선로와 교환기를 디지털화</li> <li>복수 통신 가능, 중복 투자 회피(경제적)</li> <li>기존 전화망 ⇒ 디지털 교환기와 연결하여 기본 서비스 제공(2B+D)</li> <li>규모가 큰 사용자와 기업은 광케이블 설치하여 1차군 서비스(23B/30B+D) 제공</li> <li>회선 교환 방식, 패킷 교환 방식</li> <li>64kbps 1회선 교환 서비스가 기본</li> <li>접속점(기준점, 분계점) <ul> <li>타인의 전산망 기기와 접속되는 경우에 그 설치와 보전에 관한 책임의 한계를 명확하게 구분하기 위한 접속점</li> <li>U(User) / T(Terminal) / S(System) / R(Rate)</li> </ul> </li> </ul> <h3 id="atmasynchronous-transfer-mode--비동기-전송-방식">ATM(Asynchronous Transfer Mode : 비동기 전송 방식)</h3> <ul> <li>일정한 크기(쉘)로 구분하여 순서대로 전송하는 자료의 전송 방식 ⇒ 송수신 처리 간단</li> <li>오버헤드가 줄어 고속 전송 가능, 멀티미디어 서비스 적합</li> <li>비동기식 다중화 방식 사용</li> <li>양 끝단 간 오류와 흐름을 제어 ⇒ 어떤 종류의 서비스라도 제공 가능</li> <li>물리 계층 : 셀의 속도 조정, 셀의 경계 식별, 비트 타이밍</li> <li>ATM 계층 : 일반 흐름 제어, 셀 헤더 생성 및 추출, 셀 교환, 셀 다중화 및 역다중화</li> <li>ATM 적용 계층(AAL) : 수렴과 셀 분할 조립</li> <li>상위 계층 : 서비스별 상위 계층 기능</li> </ul> <h3 id="lan-계층">LAN 계층</h3> <blockquote> <p>물리 계층 + 데이터 링크 계층</p> </blockquote> <h3 id="x25-계층">X.25 계층</h3> <blockquote> <p>물리 계층 + 프레임 계층 + 패킷 계층</p> </blockquote> <h3 id="tcpip인터네트워킹-계층">TCP/IP(인터네트워킹) 계층</h3> <blockquote> <p>링크 계층 + 인터넷 계층 + 전송 계층 + 응용 계층</p> </blockquote> <h3 id="ppppoint-to-point-protocol">PPP(Point to Point Protocol)</h3> <ul> <li>전화선과 모뎀을 이용하여 인터넷에 접속하기 위한 프레임 프로토콜</li> <li>SLIP 개선 ⇒ 에러 검출 기능, 복구 기능 추가, 문자 위주 프레임</li> <li>IETF 표준 프로토콜, 다중 프로토콜 지원</li> <li>오류 검출만 제공, 재전송을 통한 오류 복구와 흐름 제어 기능 제공하지 않음</li> <li>비동기식 링크도 지원해야 하므로 프레임은 반드시 바이트의 정수배</li> <li>Protocol Field <ul> <li>PAP(Password Authentication Protocol)<br /> 초기 접속 시 ID/Password를 미리 입력해 놓으면 자동으로 접속<br /> 2-Way 방식</li> <li>CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)<br /> 매번 접속 시 3단계 핸드쉐이크 인증을 행하는 방법, 안전</li> </ul> </li> </ul> <h3 id="ip-계층의-주요-기능">IP 계층의 주요 기능</h3> <ul> <li>패킷을 절단(단편화), 재조립</li> <li>비연결성 네트워크 프로토콜</li> <li>주소 지정, 논리적으로 관리</li> <li>수명 시간 관리, 오류 제어, 흐름 제어</li> </ul> <h3 id="네트워크-계층-프로토콜">네트워크 계층 프로토콜</h3> <ul> <li>ARP(Address Resolution Protocol)</li> <li>RARP(Reverse Address Resolution Protocol)</li> <li>ICMP(Internet Control Message Protocol)</li> <li>IGMP(Internet Group Management Protocol)</li> <li>DNS(Domain Name System)</li> <li>DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)</li> </ul> <h3 id="전송-계층-프로토콜">전송 계층 프로토콜</h3> <ul> <li>RTP(Real Time Transport Protocol) <ul> <li>실시간으로 음성이나 동화상을 송수신하기 위한 통신 규약</li> <li>UDP / 응용프로그램 사이</li> <li>Version(V)</li> <li>Padding(P) : 추가적인 데이터들이 포함되어 있는지를 표시</li> <li>Extension(X) : 고정 헤드와 페이로드 사이에 확장 헤드가 있는지 여부 표시</li> <li>Marker(M) : 패킷 스트림에서 프레임 간의 경계에 존재하는 특별한 경우</li> <li>PT(Payload Type) : 데이터가 어떤 형식인지를 결정</li> <li>Sequence Number</li> <li>TimeStamp : 첫 번째 바이트의 샘플링 시점</li> </ul> </li> <li>RTCP(RTP Control Protocol) <ul> <li>RTP를 제어하기 위한 프로토콜</li> </ul> </li> </ul> <h3 id="국제-표준화-단체의-기술">국제 표준화 단체의 기술</h3> <ul> <li>ISO : HDLC</li> <li>IETF : PPP</li> <li>IEEE : LLC</li> <li>ITU : LAPB, CCITT, PSDN, PSTN, IDSN</li> </ul> <h3 id="서브넷-마스크">서브넷 마스크</h3> <ul> <li>네트워크 논리적인 분할, 네트워크 ID와 호스트 ID 구별</li> <li>네트워크의 부하 감소</li> <li>A Class : 1 + Network Address(7) / Host Address(24)</li> <li>B Class : 10 + Network Address(14) / Host Address (16)</li> <li>C Class : 110 + Network Address(21) / Host Address (8)</li> <li>D Class : 1110 + Multicast Address</li> <li>E Class : 1111 + Test Address</li> </ul>

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네트워크 서비스

• 여러 개의 컴퓨터를 연결하여 각각에 연결된 컴퓨터의 하드웨어 자원과 소프트웨어 자원을 공유, 데이터나 파일을 공유

데이터 통신 시스템의 발전

• SAGE : 미국의 군사용 방공 시스템, 최초의 데이터 통신 시스템
• SABRE : 항공기 좌석 예약 시스템, 상업용
• ARPANET : 최초의 유선 패킷 시스템, 인터넷 기술의 모체
• ALOHA : 최초의 무선(라디오) 패킷 네트워크 시스템, CSMA, CSMA/CD의 모체
• CTSS : 최초의 학내 시스템, 시분할 기술 최초 사용
• SNA(System Network Architecture) : 네트워크의 표준화를 제시한 최초의 네트워크 시스템

데이터 통신 시스템

• 데이터 전송계
  • 단말장치(DTE : Data Terminal Equipment)
    • 데이터 전송 회선
  • 신호변환기(DCE) / 통신회선
  • 통신 제어 장치(CCU:Communication Control Unit) : 오류/동기/흐름/응답 제어
• 데이터 처리계
  • 컴퓨터
    • 하드웨어 / 소프트웨어
• DTE ⇒ DCE ⇒ 통신망 ⇒ DCE ⇒ DTE ⇒ CCU ⇒ HOST Com

데이터 통신 시스템의 구성 요소

• 통신 시스템의 3대 구성 요소 : 단말 장치, 통신 제어 장치, 전송 장치
• 전송 시스템의 3대 구성 요소 : 단말 장치, 통신 제어 장치, 데이터 전송 회선

베어러 속도 = 반송 속도

• 데이터 신호에 동기 신호와 상태 신호를 합한 속도

디지털 vs 아날로그 신호

• 디지털 : 많은 대역폭이 필요, 전송 거리가 짧아 증폭기 사용, LSI/VLSI 기술 진보

모뎀의 분류

• 동기 방식
  • 비동기식 모뎀 방식 : ASK, FSK
  • 동기식 모뎀 방식 : PSK, QAM
• FSK(Frequency Shift Keying: 주파수 편이 변조)
  Non-coherent 방식 : 다양한 주파수와 진폭, 다양한 모양의 위상, 비동기와 유사
• QAM(Quadrature Amplitude Modulation : 진폭 위상 변조, 직교 위상 변조)
  Coherent 방식 : 단일 주파수, 같은 모양의 위상, 동기와 유사
  2차원 벡터 공간에서 신호를 사용할 수 있음

DSU(Digital Service Unit)

• 신호 변환 방식
  • 단극 RZ(Return to Zero)
  • 양극 NRZ(Non Return to Zero)
    • NRZ-L(Level) : ‘1’ : 양극 / ‘0’ : 음극
    • NRZ-M(Mark=’1’) : ‘1’ : 비트 간격의 중간에서 천이 / ‘0’ : 천이 없음
    • NRZ-S(Space=’0’) : ‘1’ : 천이 없음 / ‘0’ : 비트 간격의 중간에서 천이
    • NRZ-I(Inversion) : ‘0, 1 ⇒ 1’ : Interval 중간에서 변화
  • 바이폴라(Bipolar)
    • AMI(교호 반전 부호), 3원 부호, ISDN 신호 방식, 동기화 어려움
    • ‘1’ : 양극과 음극 교대로 변환, ‘0’ : Zero
  • 맨체스터(Manchester)
    • 하나의 펄스폭을 2개로 나누어 ‘1’, ‘0’을 반대로 구성하여 사용
    • CSMA/CD LAN에서의 전송부호로 사용, 동기화 가능

CODEC

• 양자화 잡음(PCM 극 장치) : 실수형의 표본 값 ⇒ 정수 반올림, 이 때 발생하는 오차
• 부호화 : 인접 부호 간 1비트만 변화하는 그레이코드 주로 사용
  • 원천 부호화: 제한된 대역폭에서 고속 전송

    DM(Delta Modulation), PCM(Pulse Code Modulation) 허프만 코딩, LPC(Linear Predictive Coding), PNM

  • 채널 부호화 : 에러 검출 및 정정을 위한 비트를 추가하여 전송
  • 파형 부호화 : 디지털 부호를 전송 회선에 적합한 파형으로 변환하는 방식

    PCM, DPCM, ADPCM, DM

• ISI(InterSymbol Interference)
  PCM에서 수신된 신호 파형이 일그러져서 각 비트에 할당된 슬롯 타임을 벗어나 인접 슬롯 타임에 영향을 주는 현상, 이러한 현상으로 신호 파형이 중첩되게 된다 중첩되는 모양을 오실로스코프로보면 사람의 눈을 닮아 아이 패턴이라 함
• Optimum Sampling Time : 아이 패턴이 열린 최대 높이가 최적의 샘플링
• Sensitivity to Timing Error : 아이 패턴의 기울기를 통해 시간 오차에 대한 민감도 평가
• Noise Margin : 아이 패턴이 눈을 뜬 상하의 높이 만큼
• Maximum Distortion : 아이 패턴의 맨 위와 맨 아래의 파형들의 진동폭은 신호가 샘플링되는 순간 왜곡되는 최대값

비동기식 전송

• 간헐적, 독립적, 문자 단위 전송
• 휴지 시간 존재, 저속 전송, 버퍼를 적게 사용
• 대화용 전송에 적당, ASK/FSK
• 일반적으로 패리티 비트 추가 전송

  동기식 전송

• 블록 단위 전송, 파일 전송 적합
• PSK, QAM

RS-232C

• 핀4(RTS-송신 요청) : 송신할 데이터가 있음을 DTE에서 DCE로 전달
• 핀5(CTS-송신 준비 완료) : DCE에서 DTE로 신호 전달, ON/OFF
• 핀8(DCD-수신선 신호 감지) : DCE가 선로쪽으로부터 감시할 수 있는 크기의 신호를 수신하고 있음을 DTE에게 통보

데이터 전송 프레임

• 문자 지향 프레임 = BSC 프레임 구조
  • BASIC, 반이중 방식만 사용
  • 같은 전송 회선만 가능 (종속적)
  • 동기/비동기 전송 방식 사용
  • SYN(7) / SYN(7) / SOH(7) /Heading / STX(7) / TEXT / ETX(7) / BCC(7)
• 비트 지향 프레임
  • 동기식 전송
  • Flag(8) / Address(8bit ~ 8Byte) / Control(8/16) / Info / FCS(16/32) / FLAG(8)
  • Control
    • I Frame : 첫 번째 비트가 0, 순수한 정보, 피기백킹
    • S Frame : 상위 두 비트 10, 감시, 감독
    • U Frame : 상위 두 비트 11, 초기 설정 및 링크 확립과 해제
      • NRM(표준 응답 모드 : Normal Response Mode, UNC)
        반이중 통신, 주 스테이션이 링크 제어
      • ARM(비동기 응답 모드 : Asynchronous Response Mode, UAC)
        전이중 통신, 주 스테이션이 링크 제어
      • ABM(비동기 균형 모드 : Asynchronous Balance Mode, BAC)
      • 전이중 통신, 주 스테이션과 부 스테이션 구분이 없음
      • 링형, 망형 구조
      • X.25링크에서 LAPB와 동일
      • SIM(Set Initial Mode) : 설정 초기화

오류 제어

• 순방향 오류 수정(FEC : Forward Error Correction) :
  • 해밍코드

    해밍 거리 : 같은 비트 수를 갖는 이진 부호 사이에 대응되는 비트 값이 일치되지 않는 것의 개수

  • 상승코드
• 역방향 오류 수정(BEC : Backward Error Correction) : 역 채널 필요 ⇒ 재전송
  • CRC, 패리티 비트, 블록 합
  • ARQ
    • Stop-And-Wait : BASIC 전송 절차
    • Go-Back-N :
      • 오류가 발생한 프레임부터 다시 전송, 중복 전송 문제 발생
      • HDLC, SDLC
    • Selective-Repeat :
      • 오류가 발생한 프레임만 재전송, 별도의 버퍼가 필요
      • HDLC
    • Dynamically

오류 검출 방식

• 군 계수 검사 방식
• 패리티 방식 : 짝수 개의 비트가 오류가 발생할 경우 검출률이 낮아짐
  • 수직 중복 검사(VRC : Vertical Redundancy Check)
  • 세로 중복 검사(LRC : Longitudinal Redundancy Check)
  • 순환 중복 방식(CRC : Cyclic Redundancy Check = 집단, 군집 오류 검출)
    • 다항식을 계산, 오류를 수정할 수는 없음(재전송 요청)
    • 동기식 전송에 적합
• 검사 합(Check Sum)
• 해밍 코드
• 상승 코드
  여러 개의 비트 오류가 있더라도 한계값/순차적 디코딩을 이용하여 모두 수정
• 정 마크 방식 : 전송 비트수에 1의 개수와 0의 개수를 고정적으로 정하여 전달
  • 2 out-of 5 : 5개의 비트 전송 ⇒ 1의 비트 2개, 0의 비트 3개

다중화기

• 주파수 분할 다중화(FDM : Frequency Division Multiplexing)
  • 전송 매체의 유효 대역폭이 클 때 사용
  • 아날로그 신호, 비용 저렴, 기술이 간단
  • 비동기식 전송, 멀티 포인트 방식에 적합
  • 모뎀의 역할을 겸하므로 별도의 모뎀이 필요하지 않음
  • 전송지연 없이 실시간 전송이 가능
  • 보호대역 때문에 대역폭이 낭비
  • TV, 라디오와 같은 공중파, CATV, ADSL
• 시간 분할 다중화(TDM : Time Division Multiplexing)
  • 전송 매체의 유효 전송률이 클 때 사용
  • 디지털 신호, 비용/기술 복잡
  • 전송지연 없이 실시간 전송이 가능
  • 별도의 모뎀 필요, 대역폭이 낭비되지 않음
  • STDM(동기식 시분할 다중화 : Synchronous TDM)
  • ATDM(비동기식/통계적 시분할 다중화 : Asynchronous TDM)
    • 흐름 제어, 에러 제어 및 자체 진단 기능 ⇒ 지능 다중화기
    • 헤더 정보를 필요로 하며, STDM에 비해 시간 슬롯 당 정보 전송률 증가
• 코드 분할 다중화(CDM : Code Division Multiplexing)
  • 확산 대역 방식, 전송 용량/품질 증가
  • 보안성 보장, 전송지연이 감소, 이동통신에 사용

다중화의 발전 기술

• OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 직교 주파수 분할)
  • 분할된 반송파 사이의 주파수 간격을 최소화하기 위해 직교 다중화
• DSSD(Direct Sequence Spread Spectrum)
  • 고정된 하나의 채널을 이용하여 전송하는 방식
  • 디지털 데이터를 넓은 대역으로 분산하여 전송하는 방식
• FHSS(Frequency Hopping Spread Spectrum)
  • 23개의 채널을 이용하여 데이터를 전송하는 방식
  • 송수신측에서 주파수의 위치를 변화시키면서 통신하는 방식

블루투스

• RF & Baseband - 물리 계층 : 통신 장비
• Link Manager - 링크 계층 : 연결 보안 설정
• HCI Bottom - 네트워크 계층
• HCI Top - 전송 계층 : 통신 기기와 통신 기기 제어기 사이에 연결
• L2CAP - 세션 계층 : 통신 기기 프로토콜과 통신 기기 제어기 프로토콜 사이를 중재
• RFCOMM - 통신 기기 간의 논리적 접속 제어
• Application

집중화기

• 여러 개의 채널을 몇 개의 소수 회선으로 공유화시키는 장치
• 구조 복잡, 불규칙 전송에 사용
• 입출력 각각의 채널 대역폭이 다르다

전용 회선

직통 회선 / 분기 회선 / 직선 분기 회선

교환 회선

• 회선 교환 방식 : 관리 제어 신호, 주소 제어 신호, 호 정보 제어 신호, 감시 제어 신호
  • SLIP : 교환기 사이에 클록 주파수의 차이로 데이터의 손실이 발생 (DCS 설치 필)
  • 공간 분할 교환 방식
    • 단일 / 다단 교환 방식
  • 시간 분할 교환 방식
    • TDM 버스 교환 방식 ⇒ 동기식
    • 시간 슬롯 상호 교환 방식 ⇒ 대부분 사용, 전 2중 동작을 위해 한 쌍의 슬롯
    • 시간 다중화 방식 : TSI 장치 문제점(크기가 커지면 지연이 커짐) 해결
• 축적 교환 방식
  • 메시지 교환 방식
  • 패킷 교환 방식
    • 가상 회선 패킷 교환 방식
    • 데이터 그램 패킷 교환 방식

교환 기술의 성능 비교 요소

• 전파 지연 / 전송 시간 / 노드 지연 시간 / 데이터 처리율

경로 선택

• 비적응적 방법 : 정적, 수동적인 방법
  • 고정 경로 선택(=착국 부호 방식, Fixed Routing)
    상대방에 미리 붙여둔 번호를 해석해서 진행 경로 선정
  • 범람 경로 선택(Flooding Routing)
• 적응적 방법 : 능동적
  • 국부적 경로 선택(Isolated Routing) : 독립적인 판단에 의해 결정
  • 분산 경로 선택(Distribute Routing) : 자신을 중심으로 연결되어 있는 모든 경로 정보 분석
  • 집중 경로 선택(Centralized Routing) : 전체 네트워크 경로 흐름 파악/제어하는 RCC(Routing Control Center)의 정보로 경로를 선택

경로 선택 프로토콜

• RIP(Routing Information Protocol) : 평면적인 구조, 인접해있는 게이트웨이 정보 취득
• OSPF(Open Shortest Path Fast) : 계층적인 구조, 링크상태 알고리즘 사용
• BGP(Border Gateway Protocol) : 두 개 이상의 AS(자율적으로 사용하는 라우터 집합)로 사용되는 프로토콜, 관리자에 의해 독자적인 경로 설정이 필요할 때 사용
• IGRP(Internet Gateway Routing Protocol) : BGP를 보완, 중간 규모 네트워크
• RTP(Reliable Transport Protocol) : EIGRP(IGRP 개선) 패킷의 송수신을 위해 사용

트래픽 제어

• 흐름 제어
  • 슬라이딩 윈도(Sliding Window)
    송신측에서는 수신측으로부터 전송할 프레임의 개수 미리 지정받음
    수신측에서 전송할 프레임의 개수를 다시 지정 시 전송 가능
    X.25 패킷 레벨의 프로토콜에서도 사용
• 혼잡 제어
• 교착 상태 회피

LAN(Local Area Network)

• 어떤 종류의 시스템 기기와도 연결이 가능
• 오류 발생률 낮고 전송 지연을 최소화할 수 있음
• 공유 매체 사용 ⇒ 경로 선택 없이 매체에 연결된 모든 장치로 데이터 전송 가능
• 재배치, 확장성 우수
• 광대역 전송 매체의 사용으로 고속 통신이 가능
• DCF(CSMA/CA방식) : IEEE 802.11의 기본적인 매체 접근 방식

ISDN(Integrated Service Digital Network)

• 하나의 통신망으로 통폐합 ⇒ 확장성, 재배치 우수
• 모든 통신 선로와 교환기를 디지털화
• 복수 통신 가능, 중복 투자 회피(경제적)
• 기존 전화망 ⇒ 디지털 교환기와 연결하여 기본 서비스 제공(2B+D)
• 규모가 큰 사용자와 기업은 광케이블 설치하여 1차군 서비스(23B/30B+D) 제공
• 회선 교환 방식, 패킷 교환 방식
• 64kbps 1회선 교환 서비스가 기본
• 접속점(기준점, 분계점)
  • 타인의 전산망 기기와 접속되는 경우에 그 설치와 보전에 관한 책임의 한계를 명확하게 구분하기 위한 접속점
  • U(User) / T(Terminal) / S(System) / R(Rate)

ATM(Asynchronous Transfer Mode : 비동기 전송 방식)

• 일정한 크기(쉘)로 구분하여 순서대로 전송하는 자료의 전송 방식 ⇒ 송수신 처리 간단
• 오버헤드가 줄어 고속 전송 가능, 멀티미디어 서비스 적합
• 비동기식 다중화 방식 사용
• 양 끝단 간 오류와 흐름을 제어 ⇒ 어떤 종류의 서비스라도 제공 가능
• 물리 계층 : 셀의 속도 조정, 셀의 경계 식별, 비트 타이밍
• ATM 계층 : 일반 흐름 제어, 셀 헤더 생성 및 추출, 셀 교환, 셀 다중화 및 역다중화
• ATM 적용 계층(AAL) : 수렴과 셀 분할 조립
• 상위 계층 : 서비스별 상위 계층 기능

LAN 계층

물리 계층 + 데이터 링크 계층

X.25 계층

물리 계층 + 프레임 계층 + 패킷 계층

TCP/IP(인터네트워킹) 계층

링크 계층 + 인터넷 계층 + 전송 계층 + 응용 계층

PPP(Point to Point Protocol)

• 전화선과 모뎀을 이용하여 인터넷에 접속하기 위한 프레임 프로토콜
• SLIP 개선 ⇒ 에러 검출 기능, 복구 기능 추가, 문자 위주 프레임
• IETF 표준 프로토콜, 다중 프로토콜 지원
• 오류 검출만 제공, 재전송을 통한 오류 복구와 흐름 제어 기능 제공하지 않음
• 비동기식 링크도 지원해야 하므로 프레임은 반드시 바이트의 정수배
• Protocol Field
  • PAP(Password Authentication Protocol)
    초기 접속 시 ID/Password를 미리 입력해 놓으면 자동으로 접속
    2-Way 방식
  • CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)
    매번 접속 시 3단계 핸드쉐이크 인증을 행하는 방법, 안전

IP 계층의 주요 기능

• 패킷을 절단(단편화), 재조립
• 비연결성 네트워크 프로토콜
• 주소 지정, 논리적으로 관리
• 수명 시간 관리, 오류 제어, 흐름 제어

네트워크 계층 프로토콜

• ARP(Address Resolution Protocol)
• RARP(Reverse Address Resolution Protocol)
• ICMP(Internet Control Message Protocol)
• IGMP(Internet Group Management Protocol)
• DNS(Domain Name System)
• DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)

전송 계층 프로토콜

• RTP(Real Time Transport Protocol)
  • 실시간으로 음성이나 동화상을 송수신하기 위한 통신 규약
  • UDP / 응용프로그램 사이
  • Version(V)
  • Padding(P) : 추가적인 데이터들이 포함되어 있는지를 표시
  • Extension(X) : 고정 헤드와 페이로드 사이에 확장 헤드가 있는지 여부 표시
  • Marker(M) : 패킷 스트림에서 프레임 간의 경계에 존재하는 특별한 경우
  • PT(Payload Type) : 데이터가 어떤 형식인지를 결정
  • Sequence Number
  • TimeStamp : 첫 번째 바이트의 샘플링 시점
• RTCP(RTP Control Protocol)
  • RTP를 제어하기 위한 프로토콜

국제 표준화 단체의 기술

• ISO : HDLC
• IETF : PPP
• IEEE : LLC
• ITU : LAPB, CCITT, PSDN, PSTN, IDSN

서브넷 마스크

• 네트워크 논리적인 분할, 네트워크 ID와 호스트 ID 구별
• 네트워크의 부하 감소
• A Class : 1 + Network Address(7) / Host Address(24)
• B Class : 10 + Network Address(14) / Host Address (16)
• C Class : 110 + Network Address(21) / Host Address (8)
• D Class : 1110 + Multicast Address
• E Class : 1111 + Test Address