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네트워크

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  1. 네트워크

  2. 네트워크 • 네트워크(Network; 망) • 상호 간에 정보를 교환할 수 있도록 유·무선을 통하여 연결한 형태 • 토폴로지(topology) • 네트워크를 구성할 때 컴퓨터와 통신 장비 등을 케이블과 연결하는 방식에 관한 내용 • 성형(star) • 중앙에 있는 주 컴퓨터에 여러 대의 컴퓨터가 별 모양(성형)으로 연결된 형태로, 각 컴퓨터는 주 컴퓨터를 통하여 다른 컴퓨터와 통신을 할 수 있는 형태 • 망형(mesh) • 모든 노드가 서로 일대일로 연결된 그물망 형태로 다수의 노드 쌍이 동시에 통신 가능

  3. 토폴로지 • 버스형(bus) • 버스라는 공통 배선에 각 노드가 연결된 형태 • 링형(ring) • 각 노드가 좌우의 인접한 노드와 연결되어 원형을 이루고 있는 형태 • 트리형(Tree) • 버스형과 성형 토폴로지의 확장 형태로, 백본(backbone)과 같은 공통 배선에 적절한 분기 장치(허브, 스위치)를 사용하여 링크를 덧붙여 나갈 수 있는 구조

  4. 토폴로지

  5. 네트워크 장비 • 랜카드 • 컴퓨터와 네트워크 간의 인터페이스 역할 • 컴퓨터에서 생성된 데이터를 가공하여 전송하고 네트워크를 통해서 전달된 데이터를 컴퓨터에서 사용 가능한 형태로 가공

  6. 네트워크 장비 • 허브(hub) • 하나의 네트워크 케이블을 트리 구조로 연결하여 여러 대의 단말기와 연결하는 용도로 사용 • 스위치(Switch) • 스위치 허브(Switch Hub), 연결된 모든 노드가 동시에 데이터 전송 가능하게 해 줌, 병렬 통신

  7. 네트워크 장비 • 라우터 (router) • 전달될 패킷의 주소를 읽어 가장 적절한 경로를 지정하여 전송. • 서로 다른 구조를 사용하는 망을 연결 • 서브넷으로 분리된 부분 망 내에서 주고 받는 데이터는 부분 망 내에서만 움직이도록 제한

  8. 네트워크 장비 • 게이트웨이(Gateway) • 서로 다른 네크워크를 연결해 주는 장치 • 두 개 이상의 다른 종류 또는 같은 종류의 통신망을 상호 접속하여 통신망 간에 정보를 주고 받을 수 있게 하는 장치 • Vs. 브리지 - 통신 프로토콜이 같거나 유사한 통신망에 상호 접속하여 정보를 주고 받음

  9. 통신망의 종류 • 근거리 통신망(LAN, Local Area Network) • 도시권 통신망(MAN, Metropolitan Area Network) • 원거리 통신망(WAN, Wide Area Network)

  10. 통신망의 종류 • LAN(Local Area Network, 근거리 통신망) • 집, 사무실, 학교 등 10km 이내의 소규모 지역에서 10∼100Mbps 정도의 속도를 제공하면서 단말 장치 간의 통신이 가능하도록 구성된 망 • 일정영역 내에 있는 여러 컴퓨터 간의 자원 공유와 데이터 교환 • 데이터 처리와 사무자동화의 통합을 촉진 • 업무의 분산화가 좀 더 쉽게 이뤄졌음. • 데이터나 정보의 교환도 빠르고 다양화.

  11. 통신망의 종류 • 이더넷(ethernet) • CSMA/CD 방식 이용 • CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 방식은 각 시스템의 전송로가 비어 있을 때 데이터를 전송할 수 있음

  12. 통신망의 종류 • CSMA/CD 통신 절차 순서 ➊ 전송할 데이터에 컴퓨터 C의 IP 주소를 붙여서 데이터링크 계층으로 전달한다. ➋ 수신자의 IP 주소에 해당하는 맥 주소를 ARP 캐시에서 확인하여 맥 주소를 붙여서 전송한다. (랜카드는 자신의 맥 주소를 인식하여 처리한다.) ➌ IP 주소에 해당되는 맥 주소 정보가 ARP 캐시에 없는 경우 해당 IP주소의 맥 주소를 묻는 브로드캐스트(Broadcast) 메시지를 전송하여 확인한다. ➍ 각 컴퓨터는 맥 주소를 비교하여 자신의 주소가 아니면 무시하고 자신의 주소와 일치하면 데이터를 접수한다.

  13. 통신망의 종류 • 맥 주소(Mac Address) • 랜카드에 할당된 48비트의 물리적 주소를 맥 주소라고 함 • 총 48비트 중 앞의 24비트는 랜카드 제조 회사의 고유 값이고, 뒤의 24비트는 제품의 일련 번호와 같이 부여되므로 전 세계에서 유일한 주소를 가짐

  14. 통신망의 종류 • ARP 캐시(Address Resolution Protocol Cache) • IP 주소를 맥 주소로 변환시키는 프로토콜을 ARP라고 함 • 각 컴퓨터가 가진 IP 주소와 맥 주소 정보의 매핑 테이블을 ARP 캐시라고 함 • 명령 프롬프트 창에서‘arp -a’를 입력하면 ARP 캐시에 있는 자신의 IP 주소와 맥 주소 매핑 테이블을 확인 가능

  15. 통신망의 종류 • 유니캐스트(Unicast) 메시지 • 데이터를 받을 컴퓨터를 지정하여 보내는 메시지 • 전송되는 유니캐스트 메시지에는 수신자의 주소가 있으므로 자신의 것이 아니면 버리고 자신의 메시지인 경우에만 CPU로 보내서 처리 • 브로드캐스트(Broadcast) 메시지 • 네트워크의 모든 컴퓨터에 보내는 메시지 • 소속된 네트워크 안에 있는 모든 컴퓨터의 CPU에 전달되는 메시지이므로 브로드캐스트 메시지가 자주 발생하면 시스템의 속도가 느려짐

  16. 통신망의 종류 • 토큰링 • IBM의 토큰링에 기초한 것으로, 각 시스템을 원 형태로 연결하여 항상 한 방향으로만 데이터를 전송하는 형태 • 토큰을 가진 시스템만 데이터 전송 가능

  17. 통신망의 종류 • 고속 LAN • 이더넷이 발전된 • 패스트 이더넷(fast ethernet) : 100Mbps • 기가비트 이더넷(gigabit ethernet) : 1Gbps • 토큰링 방식이 발전된 • FDDI • ATM-LAN

  18. 통신망의 종류 • 무선 LAN • RF(Radio Frequency)나 적외선 기술을 사용하므로 연결 케이블이 필요 없고 저렴한 비용으로 구축 가능한 네트워킹 기술 • AP(Access Point)를 이용하여 인터넷과 사용자간 연결 • RF(Radio Frequency) • 무선 LAN 표준 - CSMA/CD를 이용

  19. 통신망의 종류 • 무선 LAN의 장점 • 편의성 : 가정이나 사무실에서 무선 네트워크 장비만 갖추면 편리하게 사용 가능 • 휴대성 : AP의 커버 지역 내에서는 이동하면서 휴대용 기기를 이용하여 네트워킹이 가능 • 확장성 : 새로운 노드를 추가할 때 별도로 네트워크 케이블을 배치할 필요 없이 간단하게 추가 가능 • 경제성 : 복잡한 케이블링이 필요 없이 노드 추가·삭제·이동이 가능하므로 비용이 적게 듦 • 무선 LAN의 단점 • AP가 커버할 수 있는 지역 안에서만 사용이 가능. • 무선으로 송출되는 패킷이 노출될 위험. => WEP과 WPA 보안을 사용

  20. 통신망의 종류 • 가상 LAN • 트래픽 감소를 위한 방안으로 브로드캐스트 영역을 논리적으로 나누어 소규모의 가상 LAN으로 구분한 것

  21. 통신망의 종류 • WAN • LAN과 LAN을 연결하는 거대 망을 WAN(Wide Area Network) • 원거리를 연결하는 네트워크로 지방과 지방, 국가와 국가를 연결

  22. 통신망의 종류 • VPN • 공용망(Public Network)인 인터넷을 이용하여 본사와 지사 등을 연결해 가상의 사설망 형태로 구축한 네트워크 • VPN을 이용하면 기업에서는 네트워크 관리자를 따로 둘 필요가 없고 전용선을 사용하지 않으므로 비용을 크게 줄일 수 있음 • 공용망을 이용하므로 새롭게 지사를 추가하기 쉽고 사원이 이동하면서도 간단하게 접속이 가능하다는 장점이 있음

  23. 프로토콜 • 프로토콜(protocol) • 정보통신 기기 간에 정확하고 효율적인 정보 전달을 위해 미리 정해둔 절차 및 규약 • 통신 프로토콜 • 송신자가 어떤 메시지를 보내면 수신자는 해당되는 상황에 적절한 대응 메시지를 보내고,다시 송신자는 수신된 메시지에 따라 어떤 처리를 해야하는지 등을 사전에 약속해 둔것. • 오류 정정기능, 동기화, 흐름제어, 주소, 정보 흐름의 양을 조절하는 방법 등의 약속을 포함 • SNA(System Network Architecture) • DNA(Digital Network Architecture) • TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) • OSI(Open System Interconnection)

  24. 프로토콜 • OSI 모델 • 프로토콜 종류가 다양, 회사마다 서로 다른 프로토콜 사용=> 다른 회사의 시스템과의 통신이 원활하지 못함 • ISO에서 프로토콜 표준 채택. • 개방형 통신을 위하여 제안. • 통신 기능을 7개의 계층으로 구분하고 각 계층마다 다른 계층과는 무관하게 독립적인 기능을 지원하도록 구성한 네트워크 모델 • 한 모듈의 변경이 있는 경우 다른 모듈에 미치는 영향을 최소화.

  25. 프로토콜 • OSI 7계층 • 각 단말간의 통신은 각 계층별로 통신이 이루어짐 • 송신단에서 데이터를 보내면 7계층의 상위에서 아래로 각 계층을 통과하여 데이터가 흐르고,수신단 컴퓨터에서는 하위 계층에서 상위계층으로 데이터가 전달.

  26. 프로토콜 • OSI 7계층 – 1. 물리 계층(Physical layer) • 실제로 데이터를 전송하기 위해 전송 매체를 통해서 비트 스트림을 전송 • 상위 계층인 데이터 링크 계층에서 형성된 데이터를 전기 신호나 광 신호로 바꾸어 송신/수신하는 역할 • 실제 회선의 연결 확립, 유지 및 단절을 위한 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성 등을 정의 • 0과 1을 표현하는 전압과 전류, 전기적 변화의 타이밍 등을 기술. • 커넥터가 전송을 위해 수행해야 할 작업과 절차 등을 기술. • 리피터, 허브, 케이블 • 전선, 전파, 광섬유, 동축케이블, 도파관, PSTN, Repeater,DSU, CSU, Modem

  27. 프로토콜 • OSI 7계층 – 2. 데이터 링크 계층(Data Link layer) • 물리적인 링크를 통하여 신뢰성 있는 정보를 전송하는 기능. • 노드간의 신뢰성 있는 데이터 교환을 위해 데이터를 프레임 단위로 나누고 그것의 동기화, 오류 제어, 흐름 제어 기능 담당 • 프로토콜의 역할 • 인접하여 접속된 기기 사이의 통신을 관리 • 신뢰도가 낮은 전송로를 신뢰도가 높은 전송로로 만들어 주는 역할. • 브릿지, 스위치 • Ethernet, Token Ring, PPP, HDLC, ADCCP, ALOHA, Frame relay, ISDN, ATM, 무선랜, FDDI

  28. 프로토콜 • OSI 7계층 – 3. 네트워크 계층(Network layer) • 상위 계층에 연결하는 데 필요한 데이터 전송과 교환 기능을 제공 • 경로 제어기능 제공: 패킷이 수신자에게 정확히 전달되도록 경로를 올바르게 제어 • 다른 장소에 위치한 두 시스템간의 연결성과 경로 선택을 제공 • 라우터(패킷의 최적 경로 결정) • IP, ICMP, IGMP, X.25, CLNP, ARP, RARP, BGP, OSPF, RIP, IPX, DDP

  29. 프로토콜 • OSI 7계층 – 4. 트랜스포트 계층(Transport layer) • 종단 간에 신뢰성이 있는 데이터 전송을 제공하기 위해 종단 간 오류 복구와 흐름 제어, 다중화 기능을 담당하여 두 시스템 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장 • 패킷을 분할/재조립하고 오류 복구. • 게이트웨이 • TCP, UDP, RTP, SCTP, SPX, AppleTalk 

  30. 프로토콜

  31. 프로토콜 • OSI 7계층 – 5. 세션 계층(Session layer) • 응용 계층 간의 통신에 대한 제어 구조를 제공하기 위해 응용 프로그램 간의 연결을 확립, 유지 및 단절시키는 수단을 제공 • 연결 세션에서 데이터 교환과 에러 발생 시 복구를 관리하는 역할 담당 • 즉 응용 프로그램 간의 통신이 질서 있게 이루어지도록 조정하는 기능 담당 • 통신데이터의 전송절차 (단방향인지 양방향인지, 양방향이면 반이중적인지 전이중적인지)를 정의 • TLS, SSH, ISO 8327 / CCITT X.225, RPC, NetBIOS, AppleTalk 

  32. 프로토콜 • OSI 7계층 – 6. 표현 계층(Presentation layer) • 시스템마다 다른 데이터(예. 16비트, 24비트, 36비트, ASCII, BCDIC, Binary)의 표현 형식을 하나의 통일된 형식으로 변환하고, 내용 압축, 암호화 등의 기능 제공 • 즉 서로 다른 형식을 변환해 주거나 공통 형식을 제공 • JPEG, MPEG, XDR, ASN.1, SMB, AFP, MIME,  

  33. 프로토콜 • OSI 7계층 – 7. 응용 계층(Application layer) • 메일 전송(SMTP), 파일 전송(FTP), 원격 로그인(TELNET), 웹(HTTP) 등의 응용 서비스를 제공 • 통신 상대, 서비스 품질, 사용자 인증 및 비밀을 고려. 데이터 구문의 제약을 정함 • HTTP, SMTP, SNMP, FTP, Telnet, SSH & Scp, NFS, RTSP 

  34. 프로토콜 • OSI 각 계층에서의 데이터 생성 과정 상위 Layer Software 데이터 단위 하위 Layer Hardware

  35. 프로토콜 • 네트워크에서 프로토콜과 패킷의 개념

  36. 교환기술 • 회선 교환 방식 • 호출자와 수신자 사이를 연결하기 위해 네트워크의 전기적인 경로나 회선을 연결(확립), 예 – 전화망 • 회선의 설정, 데이터의 이동, 회선의 단절 등으로 이루어짐. • 일단 연결되면 회선은 독립적으로 계속 사용할 수 있음 • 데이터를 실시간으로 처리하거나 처리해야 할 데이터의 양이 많을 때,긴 메시지를 전송할 때 적합 • 회선을 지속적으로 점유하고 있어 네트워크 효율이 떨어지는 단점이 있음

  37. 교환기술 • 회선 교환 방식 • 데이터가 전송되기 전에 두 단말 장치간에 회선을 설정하고,회선이 설정되면 이 회선을 통해서 데이터를 전송하며,일정시간이 지나면 두 단말장치 중 한 단말장치에 의해 연결이 단절됨 • 이 방식은 통신할 때마다 매번 통신 경로를 설정하기 때문에통신 중에 전송제어 절차, 정보의 형식 등에 제약을 받지않아 비교적 원거리 통신에 적합 • 단말로부터 신호를 디지털 양 그대로 전송하여 송수신되는 메시지의 형식이나 코드에는 전혀 관계치 않고 전송되며, 비교적 긴 전문, 고밀도의 데이터 통신, 디지털 팩시밀리 통신에 적합 • 사용요금은 전화처럼 사용 시간에 비례.

  38. 교환기술 • 패킷 교환 방식 • 데이터를 작은 패킷 단위로 나누어서 목적지까지 전송하는 방식 • 해당 전송로에 출발지와 목적지가 다른 패킷을 동시에 전송할 수 있기 때문에 전송로를 여러 소스가 공유하여 사용할 수 있음 • 패킷 =데이터 + 최종 목적지의 주소를 기록, 최종 목적지에서 재조립. • 경로설정, 트래픽제어, 에러 제어 기능을 지님

  39. 교환기술 • 패킷 교환 방식

  40. 교환기술 • 메시지 교환(messages switching) 방식 • 교환기가 일단 호출자의 메시지를 받아서 피호출자에게 보내 주는 방식 • 입력회선에서 메시지를 받아 기억장치에 저장하고, 메시지 처리 프로그램은 메시지와 그 주소를 확인한 후 출력 회선을 결정.사용이 가능한 메시지는 정해진 프로토콜에 맞춰 출력 회선으로 전송.