제 6 장 컴퓨터 통신

제 6장 컴퓨터 통신

목 차 • 통신의 개요 • 네트워크 • 통신 하드웨어 • 통신 방법 • 최근의 통신 방식

6.1 통신의 개요 • 통신 :한 지점에서 원하는 다른 지점까지 의미 있는 정보를 보다 빠르고 적절하게 상대방이 이해할 수 있도록 전송하는 것 • 컴퓨터 통신:통신 회선에 연결된 하나 또는 그 이상의 컴퓨터나 단말기를 이용한 정보의 전달 • 통신망:통신 시스템들을 통신 회선으로 연결하여 통신이 가능하도록 한 시스템 • 통신망의 분류: • 거리에 따라 근거리 통신망(Local Area Network), 원거리 통신망(Wide Area Network)으로 나누어짐 • 소유자에 따라 사설 통신망과 공중 통신망으로 나누어짐

봉화 모스(Morse)부호 컴퓨터 통신 6.1 통신의 개요 • 통신의 역사

6.1 통신의 개요 프로토콜의 개념도 통신 위성

6.1 통신의 개요 • 컴퓨터 통신의 시초: 인접한 건물 내의 학교나 기관에서 컴퓨터 사용자들끼리 통신을 시작하게 된 것 • 현대적인 통신망: • 1969년의 미국방성의 알파넷은 현재의 인터넷의 시초가 됨 • 최근의 통신은 인터넷을 중심으로 점점 대용량화, 시간과 보안의 중요성이 증대되고 있으며, 이를 수용할 수 있는 ISDN, ADSL 등의 새로운 방법들이 제시되어 사용되고 있음 • 앞으로는 무선을 통한 모바일의 개념을 실현하기 위한 무선통신 기술 등을 중심으로 발전을 하게 될 것임

6.1 통신의 개요

6.1 통신의 개요 • 통신 방식 • 각 DTE간의 통신 방식은 자료 흐름의 방향과 동시성 여부에 따라, 단방향, 반이중, 전이중 방식으로 나누어짐 • 단방향 통신(Simplex) :한 DTE는 송신 기능만 가능하고, 다른 DTE는 수신 기능만 가지는 형태임. 일반적인 컴퓨터의 데이터 통신에는 없으며, TV, 라디오 같은 방송용으로 쓰임 단방향 통신

6.1 통신의 개요 - 반이중 방식(Half Duplex) : 통신하는 두 DTE가 시간적으로 교대로 데이터를 교환하는 방식의 통신임 • 전이중 통신(Full Duplex) : 두 DTE가 동시에 송신과 수신 • 이 가능한 형태를 지칭함. 이를 위해서는 송신과 수신을 • 위한 독립적인 채널이 필요함

6.2 네트워크 • 네트워크의 접속 종류 : • 네트워크란 여러 대의 컴퓨터가 서로 정보를 교환하는 것 • 네트워크 접속의 종류 • 회선 교환 네트워크 (Circuit Switching Network) • 패킷 교환 네트워크 (Packet Switching Network) • 회선 교환 네트워크: • 전화망과 같은 원리로 운영되는 통신망 • 한번 연결이 이루어지면 다른 가입자들에 대해 연결이 폐쇄되기 때문에 폐쇄회로 네트워크라고도 함 • A와 C가 어떤 정보를 주고 받으려고 할 경우 스위치의 한쪽 끝은 A에게, 다른 한쪽 끝은 C에 연결되어 있어 나머지 B, D, E, F는 전혀 통신이 불가능함 회선 교환 네트워크

6.2 네트워크 • 패킷 교환 네트워크 • 한 회선으로 여러 대의 컴퓨터에서 동시에 통신이 가능함 • 데이터는 패킷으로 불리는 단위로 전송 됨 • 패킷 • 헤더 : 데이터가 전달될 곳의 주소와 패킷의 순서 데이터 • 테일러 : 오류를 수정하기 위한 정보 • TDMA(Time Division Multiple Access): 패킷을 정해진 일정한 시간 동안만 전송하는 방식으로 시분할 다중 접속 방식이라고 함. 사용자가 거의 동시에 네트워크를 사용하는 효과를 거둘 수 있음 • ALOHA:1970년 하와이 대학에서 구현된 최초의 임의 접근네트워크로 2개 이상의 DTE에서 인공위성으로 데이터를 보내고, 만약 충돌이 일어나면 충돌을 감지하여 임의 시간동안 대기 후 다신 전송하는 방식

6.2 네트워크 3. Ethernet – CSMA/CD • CSMA/CD는 데이터를 전송하기 전에 회선이 사용 중인지 감시하고 있다가 회선이 비어 있을 때 데이터를 전송함 • 만약 데이터를 전송하는 시점에 다른 장치가 동시에 전송을 개시하면 충돌(Collision)이 발생하게 되며, 충돌한 데이터들은 버려지고 데이터를 전송한 장치들에게 재전송을 요구함 • 각 장치들은 일정시간을 대기한 후 성공할 때까지 어느 횟수만큼 데이터를 재전송함 • 이더넷은 가장 광범위하게 설치된 LAN 기술로 IEEE 802.3의 국제 표준화 기구에 의해 표준으로 정의됨 • 제록스에 의해 개발되었으며, 제록스와 DEC 그리고 인텔 등에 의해 발전됨

6.2 네트워크 CSMA/CD의 원리

6.2 네트워크 • 근거리 통신망(LAN): • 근거리통신망이란 원래는300m 이하의 통신회선으로 연결된 PC 등의 컴퓨터 간의 네트워크를 의미했음 • 현재는 거리의 개념 보다는 어떤 목적을 위한 네트워크의 집합을 의미함 • 초기의 LAN은 이더넷 기술을 사용했지만 현재는 좀더 고속화된 ATM이나 무선기술 등이 쓰이고 있음 • LAN의 특징 - 고품질의 전용 회선을 별도로 설치하여 사용 - 전송속도가 매우 빠름(10Mbps~100Mbps 이상) - 고품질의 선로로 에러율이 낮음(0.000000000001%이하) - 거리가 가깝기 때문에 전용 지연(Delay)시간이 낮음 - 컴퓨터 이외에도 프린터 서버 같은 장비들과의 자유로운 연결 을 제공함

6.2 네트워크 • LAN의 응용 • 물리적 자원의 공유: 대용량의 하드 디스크, 프린트 등의 하드웨어를 연결, 여러 컴퓨터가 공유 할 수 있음 • 파일 전송 기능: LAN을 이용한 파일 전송이 가능함 이런 기능은 같은 자원을 중복 할 필요 없이 집중식으로 관리가 가능하며 공동 작업시의 데이터 일관성, 관리에 도움을 준다. • 처리기 공유: 다른 컴퓨터에 로그인 하여 작업을 할 수 있음 • e-메일 기능: 메일 기능을 사용하여 사용자간 통신 및 문서 전송, 공지사항 열람 등을 통해 시간을 절약 할 수 있음 • 외부망 접속 기능: 하나의 컴퓨터만 외부와 연결되었어도, 그 컴퓨터를 통해 LAN상의 모든 컴퓨터가 외부와 통신이 가능함

6.2 네트워크 • LAN의 구성 형태 • 버스형 • 버스에 각 노드들이 접속되어 있는 형태로 어떤 신호가 버스를 통해 흐르고 있다면, 이 신호와 관련 있는 노드만 신호에 주목하고 그 이외의 노드는 신호를 무시하는 형태

6.2 네트워크 • 링형 • 각 장치들이 원형을 이루는 신호 경로를 따라, 두 개 이상의 다른 장치와 연결되어, 전체적으로 링 모양을 가지는 네트워크를 말함 • 링 내의 각 장치는 고유한 주소를 가짐 • 정보 흐름은 단 방향으로만 진행됨 • 제어 장치가 링으로부터의 흐름을 가로채면서 관리함

6.2 네트워크 • 스타형 • 중앙의 제어 노드를 중심으로 각 노드의 연결은 모두 중앙제어 장치를 통해 이루어 짐 • 한곳에 데이터가 집중 되므로 이를 관리하는 시스템이 전체의 성능에 큰 영향을 주며 관리가 쉬운 장점을 가짐

6.2 네트워크 • 원거리 통신망(WAN) • 넓은 지역에 걸쳐 분포하는 많은 교환 노드들과 DTE 들로 구성됨 • LAN이 보편화 되면서 WAN은 주로 LAN과 LAN을 연결하는 수단으로 사용됨 • WAN은 통신 서비스 회사에 의해 공중망 형태로 운영됨 • WAN의 특징 • 일반적으로 WAN은 LAN보다 느림 • LAN 보다 먼 거리를 연결함 • 구축비용이 LAN과는 비교할 수 없을 정도로 많이 듬 LAN과 WAN의 개념

6.2 네트워크 • WAN의 연결 방식 • 점 대 점 방식(Point to Point) : • 두 개의 지점만을 연결하는 방식으로 속도와 대역폭이 지정되어 있음 • 회선을 제공하는 사업자가 전용회선을 제공하며 회선을 독점하므로 안정성이 뛰어난 대신 “점”이 늘어나면 회선을 그만큼 늘려야 함 • 그물 방식(Mesh) : • 그물 형은 노드들 간에 많은 여분의 접속으로 연결되어 있는 네트워크 형상을 말함 • 몇 개의 노드가 망가져도 다른 회선으로 다시 연결이 가능함 • ISDN, ATM, X.25 등이 이러한 방식임 • X.25 : • 1976년에 CCITT에 의해 표준으로 채택됨 • X.25 프로토콜은 TCP/IP 네트워크 등 서로 다른 공공 네트워크 상의 컴퓨터들이 통신 할 수 있게 해줌 • 강력한 에러 복구 기능이 장점이지만 느린 속도가 단점으로 지적됨

6.2 네트워크 • 프레임 릴레이: • LAN이나 WAN 내의 지점들 간에 낮은 트래픽을 위해, 비용 대 효율이 좋은 전송 방식 • 프레임 이라고 불리는 단위 내에 데이터를 집어넣고, 꼭 필요한 에러 교정 기능은 도착지점에 맡김으로써, 전체적인 데이터 전송 능률을 높임 • 음성대화와 같은 아날로그 데이터를 전송하기 위해 설계되었던 옛날의 X.25 기술에 기반을 둠 • 프레임 단위의 통신 중 에러가 발생하면 에러를 복구 하지 않고 버림으로써 비교적 빠른 속도를 보유함 • 전체적인 속도는 ISDN과 ATM의 중간 속도로 ISDN과 ATM의 보완적인 역할을 수행하기도 함 • 데이터가 폭주할 경우 성능이 급격히 떨어짐

6.2 네트워크 • ATM: • 데이터를 53 바이트의 셀 또는 패킷으로 나누어, 디지털 신호 기술을 사용한 매체를 통하여 전송하는 기술임 • 하나의 셀은 개별적으로 다른 셀 들과 관련하여 비동기적으로 처리되며 이러한 특징을 하드웨어로 더 쉽게 구현되도록 설계되었기 때문에 처리 속도를 빠르게 하는 것이 가능함 • 현재 ATM망의 전송속도는 155.520 Mbps 또는 622.080 Mbps 정도이지만, IEEE에서는 이러한 속도가 곧 10 Gbps에까지 이를 것으로 예측함 • ATM의 장점은 속도 뿐만 아니라 영상, 음성, 소리 등의 멀티미디어 데이터의 종류에 따라 대역폭을 할당해서 앞으로의 인터넷, 멀티미디어 시대에 적합한 네트워크로 평가됨

6.3 통신 하드웨어 • 모뎀(Modem): • Modulator/DEModulator의 준말로 ‘변복조기’를 의미함 • 디지털 신호를 전화선으로 보내기 위해 아날로그 신호로 변조 한 뒤에, 받는 쪽에서는 그 신호를 반대로 ‘복조’해주는 기기 • 속도는 느리지만 가장 넓게 퍼져 있는 방식의 하드웨어임 • 모뎀의 필요성 • 디지털 신호의 감쇠 : 디지털 신호는 감쇄현상 이나 신호의 잡음 등이 심해져 사용할 수 없음 • 전화망의 이용 : 수십 또는 수백킬로미터 떨어진 컴퓨터들간의 통신은 직접 연결이 불가능하므로 전화망을 임대해서 사용함 모뎀

6.3 통신 하드웨어 • 신호의 변환 • 디지털 신호를 아날로그, 또는 그 반대의 작업을 하는 것을 각각 변조와 복조라고 함 • 진폭변조 : 기준 신호의 진폭을 바꿈 • 주파수 변조 : 기준 신호의 주파수를 바꿈 • 위상변조 : 기준 신호의 위상을 바꿈

6.3 통신 하드웨어 • 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card) • NIC란 모든 형태의 네트워크와 컴퓨터를 연결해주는 장치를 말함 • 랜카드, 이더넷 카드 등으로 불리며, 속도와 접속 방식에 따라 여러 종류로 나눔 네트워크 인터페이스 카드

6.3 통신 하드웨어 • NIC의 분류 • NIC는 네트워크의 여러 정의중 물리계층을 의미하며 lEEE 802.3에 정의됨 • 각 표준의 명칭은 정의 : <전송 속도><전송방식><세그먼트 길이 또는 매체 유형> • 10BASE5 : 전송 속도가 10Bbps이고 베이스밴드신호를 이용하고 한 세그먼트의 최대 길이는 500M 란 의미임 • 10BASE2(Thin Wire) : 소규모의 네트워크용 방식으로, 보통 보드 안에 송수신기의 역할을 하는 트랜시버를 내장하고 있음

6.3 통신 하드웨어 - 10BASE5(Thick Wire, 표준 이더넷) 최초의 IEEE802.3 표준으로, 한 세그먼트에 100개의 노드를 연결이 가능하며, 최대 4개의 리피터를 이용하여 세그먼트의 확장이 가능함

6.3 통신 하드웨어 • 10BASE-T(UTP 이더넷) • 비교적 가격이 저렴한 Unshielded Twisted Pair 를 이용함 • 동축케이블과 같은 신뢰도를 제공하지만 전송거리가 100m로 제한됨 • 저렴하고, 유지 보수 설치 등이 쉽고, 관리가 쉬워 많이 사용하는 방식 • 보통 중앙의 허브에 집중하여 설치되고, 이런 구조를 분산하여 중앙집중화 된 형태를 가짐 10BASE-T로 네트워크를 구성한 예

6.3 통신 하드웨어 • 허브(HUB) • 데이터가 하나 또는 그 이상의 방향으로부터 한곳으로 모이는 장소 • 들어온 데이터들은 다시 하나 또는 그 이상의 방향으로 전달됨(리피터의 • 기능과 비슷) • 리피터는 단순하게 데이터를 전달 하지만 스위칭 기능은 들어온 데이터 • 를 어떠한 목적지까지 결정하여 전달 할 수 있음 스위칭 허브 허브

6.3 통신 하드웨어 • 라우터(Router) • 인터넷은 여러 네트워크들이 연결된 네트워크의 네트워크 : (INTER + NETwork) • 전 세계의 수많은 네트워크 중에서 목적지 까지 데이터를 보내고 받을 수 있도록 하는 기능을 하는 하드웨어 • 라우터는 주위 라우터 들과 통신을 하거나, 또는 미리 주어진 정보를 가지고 어떠한 목적지까지 가는 최적을 경로를 제공 라우터

6.4 통신 방법 • 종합정보 통신망(Integrated Service Digital Network : ISDN) 기존의 전화망을 통해 음성정보(전화)와 데이터를 동시에 보내고자 하는 개념 • ISDN의 기본 개념 • Integrated Service는 통합 서비스로서 기존의 음성과 디지털 신호를 하나의 서비스(전화망)을 통해 제공함 • 기존의 모뎀과는 달리, 전화와 데이터 전송을 위한 독립된 채널로 전화의 사용과는 상관없는 통신이 가능함 • 개인 사용자는 BRI란 형식의 서비스를 받는데, 이 형식은 64Kbps의 B채널 2개와 음성을 위한 한 개의 D채널(16Kbps)을 제공하므로 최고 속도는 128Kbps임

6.4 통신 방법 • ISDN의 구조

6.4 통신 방법 • ISDN의 접속 • ISDN서비스를 받기 위해서는 ISDN에 접속할 수 있는 기기가 필요함 • 보통 ISDN TA라고 불리는 형식의 전용 기기나 ISDN용으로 나온 전화기를 사용 할 수 있음 ISDN TA

6.4 통신 방법 • ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line) • 비대칭 디지털 가입자 회선의 약자인 이 방식은 기존의 전화선으로 0~ 4KHz는 음성용으로, 4KHz~2.2MHz 까지는 데이터용으로 대역을 나누어 음성과 데이터를 동시에 전송하는 기술 • ASDL의 장점으로는 기존의 모뎀보다 최고 100정도 빠르면서, 기존의 전화선을 그대로 이용할 수 있다는 장점을 가짐 • 전화선의 노후에 민감하며 전화국과의 거리에 멀면 속도가 떨어지고, 잡음에 민감 하다는 단점이 있음 • 기존의 전화선으로 고속의 데이터통신을 하는 것을 xDSL이라고 하는데 ADSL, HDSL, VDSL 등이 기술이 있음

ADSL 서비스 구조

6.4 통신 방법

6.4 통신 방법 • 기타 통신 방법 • 케이블 • ADSL과 함께 초고속 인터넷 서비스의 대표적 기술 • xDSL이 기존의 전화선을 이용 한다면 케이블은 CATV용 케이블로 인 • 터넷을 가능하게 하는 기술 • 기존의 선로를 이용하므로 설치 비용이 저렴한 편이며 케이블 모뎀으 • 로 인터넷에 접속이 가능함 • 케이블 모뎀 동축케이블

6.4 통신 방법 케이블 인터넷 서비스의 구조

6.4 통신 방법 • 위성 인터넷 • 우리 나라의 경우 무궁화 위성으로 인터넷에 연결함 • 하향 신호는 직접 수신하고, 상향 신호는 전화선 등을 이용해 지상망을 통해 전송함 • 지역에 상관없다는 장점이 있으며 하향 속도는 최고 1Mbps 정도임

6.4 통신 방법 • 병렬 포트와 직렬 포트 • 병렬전송(Parallel Transmission) : 한 바이트 또는 워드 단위에 속하는 각 요소를 동시에 전송하는 방식 - 프린터 포트, 고속의 외장 기기 • 직렬전송(Serial Transmission) : 한 단위에 속하는 요소들을 한 번에 한 비트씩 순차적으로 전송하는 방법 - RS-232C, USB, IEEE1394(FireWire) 등이 있음 직렬 포트의 커넥터 모양 병렬 포트의 커넥터 모양

6.5 최근의 통신 방식 • 최근의 통신 방식 • CDMA(코드 분할 다중화 접속 방식) • 1960년대부터 군대 통신에 제한적으로 사용하던 방식 • 같은 시간에 같은 주파수로 여러 명과 신호를 송수신 하면서도 서로 간섭이 없어, 전파자원 효율이 높은 방식임 • CDMA 2000은 기존의 CDMA 기기를 그대로 쓰면서도 간단한 데이터와 비디오 등의 정보를 전달하기 위해 높은 대역의 주파수를 씀 • IMT-2000으로 가기 위한 과도기적 기술로 평가되고 있음 CDMA 2000 단말기

6.5 최근의 통신 방식 • IMT – 2000(International Mobile Telecommunication) • 의미 : 전 지구상에서 사용할 수 있는 이동 통신 • IMT-2000은 보통 국가 내의 일정한 지역에서는 기지국을 이용하며, 국가간 또는 오지 같은 멀리 떨어진 곳에서는 위성을 이용함 • 기지국을 이용한 통신에서는 최대 2Mbps에서, 위성을 이용한 넓은 지역에서는 384Kbps의 속도 정도로 서비스 되어 차세대 이동통신으로 주목 받고 있음 • IMT-2000은 사용하는 주파수의 대역 2000Hz에서 유래함 • 3세대 서비스라고 하여 3G라고도 불림 범세계적 이동 통신 IMT-2000

6.5 최근의 통신 방식 • IMT – 2000 서비스의 특징 • 개인 이동성, 단말 이동성, 서비스 이동성의 구현: 하나의 단말기로서 언 • 제, 어디서나 원하는 서비스를 제공함 • 멀티미디어 서비스의 광역화: 최대 2Mbps의 속도는 기존의 음성 외에도 • 인터넷, 영상회의 같은 멀티미디어 서비스를 가능하게 함 • 유선망, 무선망, 위성망의 통합: 기존의 모든 통신망들을 통합하고 수용 • 하는 개념으로 통일된 형식의 고품질 서비스를 제공함

6.5 최근의 통신 방식

제 6 장 컴퓨터 통신

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