[데이터통신] 통신 프로토콜
통신 프로토콜
서로 다른 시스템에 존재하는 개체 간의 원활한 통신을 위한 소프트웨어적 하드웨어적 약속이나 규칙 및 규약을 의미
통신 프로토콜 기본 구성 요소
- 구문(Syntax) : 데이터 형식, 부호화, 신호 레벨 등의 요소
- 의미(Semantics) : 전송 제어 및 오류 처리를 위한 정보 등을 규정
- 시간(Timing) : 두 개체 간의 통신 속도를 조정하거나 메시지의 전송 및 순서에 대한 특성을 가리킨다
통신 프로토콜 주요 기능
| 기능 | 내용 |
|---|---|
| 단편화와 재결합 (Fragmentation & Reassembly) |
많은 양의 데이터 블록을 효율적인 전송이 되도록 작은 단위의 블록으로 단편화하여 전송하며, 수신된 작은 단위 블록은 다시 원래의 데이터가 될 수 있도록 재결합되어야 한다 효과적으로 오류 제어를 할 수 있고 응답 시간이 빠르다 재결합 시 프레임에 순서 번호 부여를 하는 등 부수적인 데이터의 증가와 처리 시간이 길어져서 비효율적이다 |
| 캡슐화 (Encapsulation) |
데이터의 플래그, 주소, 제어 정보 등 정보 데이터와 정보 데이터를 오류 없이 전송하기 위한 구조적인 묶음을 의미 HDSL, BASIC, DDCMP, TCP |
| 캡슐의 주요 제어 정보 | 주소, 에러 검출 코드, 프로토콜 제어 |
| 연결 제어 (Connection Control) |
회선 접속 → 링크 확립 → 데이터 전송 → 링크 해제 → 회선 절단에서 링크 확립과 링크 해제 단계를 제어하는 기능 |
| 흐름 제어 (Flow Control) |
두 개체 사이에 데이터의 개수나 속도의 조절하는 기능 Sliding Window |
| 오류 제어 (Error Control) |
수신된 오류를 검출하고 재전송을 요구하는 기능 ARQ, Hamming Code, Parity |
| 동기화 (Synchronization) |
데이터 전송은 직렬 전송으로 이루어진다. 따라서 송신측의 정보를 수신측에서 정확하게 수신하려면 직렬 입력 파형으로부터 비트와 문자를 정확하게 시간에 맞추어 수신해야 한다. 이처럼 송신측과 수신측이 같은 시간으로 동작하게 하는 기능 |
| 순서 제어 (Sequencing) |
연결 제어의 순서적 절차 기능으로 데이터 조각에 순서를 부여하여 전송하거나 수신된 데이터 조각을 순서에 맞게 조립하는 기능 |
| 주소 지정 (Addressing) |
데이터를 목적지까지 전송할 수 있도록 데이터에 목적지 위치를 추가하고 관리하는 기능 IP주소, 서브넷 마스크, NIC 주소, ARP, RARP |
| 다중화 (Multiplexing) |
여러 개의 회선에서 데이터를 받아 한 개의 고속 회선으로 송신하거나 반대로 고속 회선에서 데이터를 입력받아 여러 개의 회선으로 분할하는 기능 FDM, TDM, CDM |
| 경로 선택 (Routing) |
송/수신 간에 중간 서브넷을 거쳐 최적의 경로를 선택하는 기술로 서브넷 자원의 이용을 최대화하여 평균 패킷 전송 시간을 최소화하는 기능 Fixed, Flooding, RIP, ERP, BGP, EGP |
통신 프로토콜의 종류
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ARPANET(Advanced Research Projects Agency Network)
현재 사용 중인 인터넷의 모체가 된 네트워크.패킷 교환 기술을 이용하여 전용 회선으로 연결된 여러 대의 컴퓨터로 구성되었으며, 미 국방성의 지원으로 개발된 최초의 유선형 패킷 교환 시스템
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SNA(System Network Architecture)
특정한 시스템이나 프로그램이 아닌 네트워크상의 통신 규약.사용자와 하드웨어, 각 세부적인 기술들을 분리시켜 네트워크의 모든 구성 요소가 다른 네트워크와 통신이 원활할 수 있도록 제시한 네트워크 구조
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X.25
패킷 교환망에 광범위하게 사용되는 네트워크 프로토콜로서 CCITT에 의해 표준으로 채택되었다.패킷형으로 동작하는 데이터 단말 장치(DTE)와 데이터 회선 종단 장치(DCE) 간의 인터페이스로, 사용자 단말 장치와 패킷 교환망(PSDN) 간의 데이터 교환 절차를 정의
- 공중 패킷 교환망에 대한 ITU-T의 권고안
- 물리 계층, 데이터 링크 계층, 패킷 계층들에 대한 기능으로 구성
- 연결형 네트워크 프로토콜
- 흐름 및 오류 제어 기능을 제공
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OSI(Open Systems Interconnection, 개방형 시스템 간 상호 접속)
국제 표준화 기구인 ISO에서 개발된 OSI는 통신 네트워크 간에 어떻게 데이터를 전송할 것인가에 대한 표준 규약 또는 참조 모델 -
ISDN(Integrated Services Digital Network)
발신 가입자로부터 수신자까지의 모든 전송, 교환 과정이 디지털 방식으로 처리되며 음성과 비음성, 영상 등 서비스를 종합적으로 처리하는 종합 정보 통신망 -
IN(Intelligent Network, 지능망)
기존의 통신망에 컴퓨터를 연결하여 새로운 기술을 쉽게 접목할 수 있게 한 지능화된 네트워크를 의미.기존의 공중 전화망(PSTN)에 컴퓨터를 연결하고, 서비스 교환 시스템(SSP), 서비스 제어 시스템(SCP), 서비스 관리 시스템(SMS) 등의 소프트웨어를 설치한 것
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PPP(Point to Point Protocol)
전화선과 모뎀을 이용하여 인터넷을 접속하기 위한 프레임 프로토콜로 이전에 사용했던 방식인SLIP을 개선하여 에러 검출 기능과 복구 기능을 추가한 프로토콜.- 문자 위주 프레임
IETF의 표준 프로토콜- 주로 두 개의 라우터를 접속할 때 사용
- 다중 프로토콜 지원
- 오류 검출만 제공되며, 재전송을 통한 오류 복구와 흐름 제어은 제공 되지 않음
- 비동기식 링크도 지원해야 하기 때문에 프레임은 반드시 바이트의 정수배가 되어야 한다
- 동기/비동기 회선 모두를 통하여 전송
- 압축 기능 제공
- 구조 : [Flag][Address][Control][Protocol][Data][FCS][Flag]
- PAP(Password Authentication Protocol)
초기 접속 시 아이디와 비밀번호를 미리 입력해 놓으면 자동으로 접속할 수 있는 프로토콜 - CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol)
초기 접속이 이루어질 때 매번 3단계의 핸드세이크 인증을 수행하는 방법
- PAP(Password Authentication Protocol)
통신 프로토콜 계층 간 관계도
통신 제어 프로그램
데이터 전송 회선과 통신 제어 장치를 이용하여 컴퓨터와 단말기 간, 단말기와 단말기 간, 컴퓨터와 컴퓨터 간에 정보를 송/수신하기 위한 프로그램을 총칭하여 통신 제어 프로그램 혹은 통신 소프트웨어라 한다
통신 제어 프로그램의 3가지 기능
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데이터 송/수신 기능
두 노드 간에 정보 교환을 위해서는 사전에 송/수신측 간 통신제어 프로그램의 명령이나 응답에 관한 신호의 제어 및 전달방식을 약속하여야 한다. 이러한 약속을 프로토콜이라고 하며 통신소프트웨어가 지원 -
통신 하드웨어 제어 기능 통신에 필요한 하드웨어와의 신호 및 데이터 송/수신을 행하는 모든 통신 제어를 소프트웨어가 지원
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이용자 인터페이스 제어 기능 이용자가 통신 시스템을 쉽게 지시하고 통신 기능을 원만히 수행할 수 있도록 하는 기본 명령을 소프트웨어가 지원
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