정보처리 기사 데이터 통신

1. 정보처리 기사 데이터 통신 강사 : 김 진성

2. Contents 데이터 전송 이론 전송 제어 방식 다중화 데이터 회선망 통신 프로토콜 통신 제어

3. 데이터 전송계 단말장치 데이터 전송 회선(신호변화,통신회선) 통신 제어장치 데이터 처리계 컴퓨터(중앙처리장치, 주변장치) 데이터 전송 이론 • 데이터 통신 • 컴퓨터와 컴퓨터간에 회선을 연결하여 데이터 처리 및 통신 • 데이터 통신 시스템 • 단말장치(DTE) : 최종적으로 데이터를 보내거나 받는 기능 • 신호변환장치(DCE) : 단말장치와 통신 회선간의 신호변환 기능(모뎀) • 통신제어장치(CCU) : 전송회선과 컴퓨터에 위치하, 각종 제어 기능 수행 • 컴퓨터 : 단말장치에 전송한 데이터 처리 장치 • 통신의 구성요소 : 정보원(Source ), 전송매체, 정보 처리원 • 데이터 통신 시스템의 특징 :거리와 시간 극복, 공동 이용(파일, 컴퓨터), 분산처리 기능. 02

4. 데이터 전송 이론 • 전송 속도 • 데이터 통신에서의 전송 속도는 단위 시간당 전송되는 정보량을 말하며, 전송되는 기본 단위는 비트. • 전송 속도 • 보(Boud) : 매 초당 신호 변환 수(초당 전송되는 신호 수) • BPS(Bit per Second) : 매 초당 전송되는 비트수 • 문제 03,02,01 • 보(boud) 속도가 2400이고, 디비트(dibit)를 사용하면 전송 속도는 ? • 디비트(dbbit) : 1 신호에 2비트 전송 • 트리비트(Tribit) : 1신호에 3비트 전송 • 쿼드비트 : 1신호에 4비트 전송

5. 데이터 전송 이론 • 아날로그 전송 02 • 베이스 밴드 신호 : 원래의 신호를 다른 주파수 대역으로 변조하지 않고 전송하는 방식. • 베어러 속도 : 베이스 밴드 전송 방식에서 전송 속도. • 디지털 전송의 특징 00 • 디지털 기술의 발전으로 전송 장비의 소형화및 가격 저렴 • 데이터 무결성(잡음 및 신호 손상 없음) • 전송 용량을 다중화함으로써 효율성이 높다. • 보.안과 프라이버시에 강함 • 신호 변환(디지털 -> 아날로그) 02 • 진폭 편이 변조 : 서로 다른 진폭을 기준으로 데이터 변환 • 주파수 편이 변조 : 서로 다른 주파수를 기준으로 데이터변환 • 위상 편이 변조 : 데이터의 위상을 기준으로 데이터 변환 • 진폭 위상 편이 변조 : 일정 진폭 및 위상을 상호 변환 아날로그 -> 아날로그 진폭 변조 : 주파수 높이 주파수 변조: 주파수 폭 위상 변조 : 주파수 위치 <위상 /진폭 위상 변조> 2위상 변조 : 1회 -> 1비트 4위상 변조 : 1회 -> 2비트 8위상 변조 : 1회 -> 3비트 8위상 2진폭 변조 1회 변조 -> 4비트

6. 데이터 전송 이론 • 신호 변환(아날로그-> 디지털) • PCM(Puls Code Modulation) 02 • 표본화 (Sampleing) : 펄스 진폭 변조 • 양자화(Quantization) : 반올림, 정수 표현 • 부호화(Encoding) : 2진 부호로 표현 문제) 최고 4000Hz를 포함한 신호를 PCM으로 최소 샘플링 횟수 ? 4000회 문제) PCM 변조 순서 : 표본화 -> 양자화 -> 부호화 • 주파수 대역폭(Bandwidth) 01 • 채널의 전송 용량 • 문제) 통신 회선의 전송 용량을 증가 시키는 방법 • 주파수 대역폭 증가, 신호 대 잡음비 크게(잡음 레벨에 신호 세기 크게),신호 세기 높임, 잡음 세력 줄임 • DSU(Digital Service Unit) 02 • 디지털 회선에 디지털 신호를 전송하기 위한 신호 변환 장치.

7. 전송 제어 방식 • 전송 제어 단계 02,01 • 회선 접속 : 물리적인 통신 회선 접속 • 데이터 링 확립 : 데이터 전송을 위한 경로 설정 • 데이터 전송 : 오류 제어 와 순서 제어를 통한 데이터 전송 • 데이터 링크 해제 : 데이터 전송 종료 후 링크 해제 • 회선 절단 : 물리적인 통신 회선 절단 • 전송 방식 01 • 단방향(Simplex) : 한쪽에서만 편파적으로 데이터 전송 (라디오 ,TV) • 반이중(Half Duplex) : 송신 및 수신이 가능하지만 동시 불가(무전기) • 전이중(Full Duplex) : 동시에 송수신이 가능(전화) • 데이터 링크 제어 01,00 • ENQ/ACK(질의/응답) : Point-to-Point 방식에 대등한 전송 방식, • Polling(단말기->컴퓨터) : 제어국은 종속에 차례대로 송신 요구 물음 Selection(컴퓨터->단말기) : 제어국은 종속국을 지정하여 데이터 수신여부.

8. 전송 제어 방식 • 에러 검출 02,01 • 패리티 검사 : 홀수/짝수 패리티 비트 • 순환 중복 검사(CRC:Cyclic Redundancy Check) : 블록 단위로 데이터 전송 시 집단 에러에 대해 신뢰성이 높은 에러 검출 방식. • 에러 수정 01 • 전진 에러 수정( FEC:Forward Error Correction) • 수신측에서 에러가 발생될 경우 직접 에러를 수정하는 방식 • 해밍코드가 대표적인 예 • 후진 에러 수정(BEC:Back Error Correction) • 수신측에서 에러를 검사한 후 송식측에 재전송을 요구하는 방식 • 에러 제어 02,01 • 정지-대개(Stop and Wait)ARQ : 데이터 전송 -> 검사 -> 신호 -> 전송 • 후진-N(Go-Back-n)ARQ : 여러 개 프레임 연속 전송 -> 프레임 재전송 • 선택적-재전송(Selective-Repeat)ARQ: 손상된 프레임만 재전송

9. 전송 제어 방식 • 전송 제어 문자 02,01 • SOH(Start Of Heading) : 정보 메시지 헤딩 시작 • ENQ(ENQuiry) : 데이터 링크의 설정 및 응답 요구 • SYN(SYNchronous idle) 동기 문자 유지 • ACK(ACKnowledge): 수신 정보에 대한 긍정 응답 • NAK(Negative Acknowledge): 수신 정보에 대한 부정 응답 • 동기 방식 • 비동기 전송 • 한번에 한 문자 단위로 전송. • Start-Stop(시작/정지): 시작과 정지 비트를 이용한 데이터 전송 • 동기 전송 • 데이터 블록을 만들어 블록 단위로 전송 • 전송 효율과 전송 속도가 높아 원거리 전송에 유리. • HDLC(High level Data Link Cotrol) • 고급 데이터 링크 제어, 전송 효율과 신뢰성이 높은 프레임 전송

10. 다중화 • 다중화 02 • 여러 채널을 동시에 사용함으로써 링크의 효율을 높이는 통신 기법 • 다중화 종류 • 주파수 분할 다중화(FDM:Frequency Division Muliplexing) • 주파수 대역을을 일정한 작은 단위로 나누어 더 많은 사용자에게 할당. • 비교적 구조가 간단하고 가격이 저렴 ,보호 밴드으로 대역폭 낭비, 비교적 이용률이 낮음. 전화회선에서 저속도의 비동기식에 이용됨. • 동기 시분할 다중화(TDM) • 같은 주파수 대역에서 일정한 시간 폭으로 나누어 사용하는 다중화. • 동기 전송 방식. • 코드 분할 다중화(CDM) • 같은 주파수 대역에서 서로 다른 코드에 의해서 데이터 송수신이 이루어 지는 다중화. 동기 전송 방식. • 집중확기 : 여러 개의 채널을 몇 개의 소수 회선으로 공유화 시키는 장비

11. 데이터 회선망 • 통신망 ? • 교환장치에 의해서 송신측과 수신측이 통신하는 정보 통신망. • 기본 요소 : 단말장치, 전송 장치, 교환장치 • 통신망의 종류 00 • 교환 통신망 : 다수의 가입자 사이에서 교환기에 의해서 통신. • 방송 통신망 : 교환장치가 없는 통신망(위성 통신망, 무선망, 근거리) • 공중 전화 교환망(PSTN) : 전화 통신망 • 공중 회선 방식 02,01,00 • 회선 교환 : 지정된 경로를 통해서만 실시간 통신(전화망) • 메시지 교환 : 목적지 주소를 메시지에 첨부하여 전송(전송 시간 길다) • 패킷 교환 : 전송할 데이터를 작은 패킷 단위로 나누어 전송(인터넷 전송) • 부가가치 통신망(VAN)03,02,01 • 가치가 있는 정보를 가입자에게 정보 서비스를 제공하는 통신망 • 기능 : 전송 기능, 교환기능, 통신 처리 기능

12. 데이터 회선망 • 통신망 ? • 근거리 통신망(LAN) 02 • 동일 건물 또는 인접한 건물 내에 있는 노드간을 사호 연결하여 네트워크를 구성한 통신망. • LAN 장점 • 전송로 비용 적음, 전송 지연 시간 짧다, 고속 전송, 방송 형탱의 서비스 이용이 가능. 망 내의 어떤 기기와도 통신 가능 • LAN 위상(Topology) • 성형, 트리형, 버스형, 링형 • 매체 접속 제어 03,02 • CSMA/CD : IEEE 802.3 표준 규격 ,채널 사용 여부 조사. • 토큰 버스 : IEEE802.4 표준 규격, 제어신호(토큰) 사용, 버스형 • 토큰 링 : IEEE802.5 표준 규격, 제어신호(토큰) 사용, 링형 • 토큰 패싱 : 제어신호(토큰) 사용하여 데이터이 충돌을 방지하는 방식

13. 데이터 회선망 • 인터네트 워킹 통신망 ? 02,01 • 여러 개의 네트워크를 상호 연결하여 마치 하나의 네트워크로 동작시키기 위한 기술. • 인터네트 워킹 장비 • 리피터 : 신호 증폭기 • 브리지 : 동일한 LAN 과 LAN을 연결하는 장비 • 라우터 : 데이터 전송을 위한 경로 설정 장비 • 게이트 웨이 : 서로 다른 네트워크를 연결시키는 장비

14. 통신 프로토콜 • 프로토콜(Protocol) ? 02,01 • 서로 다른 시스템간의 통신을 위해 상호간의 데이터 교환에 대한 통신 규칙(약속)을 정의해 놓은 것. • 프로토콜의 기본 요소 : 구문, 의미, 타이밍 • 프로토콜의 기능 • 분할과 재조립 ,캡슐화, 연결 제어 및 순서 제어, 흐름 제어 및 에러 제어 • 동기 제어, 주소 지정, 다중화/역다중화 • OSI(Open System Interconnection) 7계층 03,01 • 개방형 시스템에서 서로 다른 두 시스템 간에 통신을 가능케 하는 7계층 용용 계층 최상위 계층, 사용자에게 정보 서비스(Web,FTP등)를 제공 표현 계층 두 장치간의 서로 다른 정보의 표현을 공통으로 변화 세션 계층 통신 장치들간의 상호 작용을 설정, 유지, 동기화 기능 전송(Transport) 계층 목적지에서 메시지의 에러 제어 및 흐름 제어. 네트워크 계층 네트워크 접속 설정과 유지 및 해제 기능, 경로설정(라우터) 데이터링크 계층 인전합 2개의 통신 시스템간 전달 책임(브리지) 물리 계층 최하위 계층, 시스템간 물리적 접속 제어, 이더넷(LAN카드)

15. Application Presentation Application Session (HTTP,FTP,SMTP등) Transport Transport - TCP Network Internet - IP Data Link 물리(Physical) Network - 이더넷 통신 프로토콜 • TCP/IP(인터넷 프로토콜) ? 02,01 • 인터넷에서 사용되는 표준 프로토콜로 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜로 구성됨. • OSI 7계층 vs TCP/IP 계층 • IP 주요 기능 • 호스트 주소 지정, 패킷 전달, 전송 경로 관리 • 현재 IPv4 사용 : 32비트 주소, 미래 IPv6 사용 예정 : 128비트 주소 The OSI Model The TCP/IP Model 03

16. 통신 제어 • 경로 배정 ? 02 • 패킷 교환망에서 목적지에 패킷이 최단 거리로 전달하기 위한 경로 선택 기술. • 라우팅 프로토콜 • 경로 선택을 위한 프로토콜 • 종류 • ERP : 외부 라우터 프로토콜 • BGP : 경계 게이트웨이 프로토콜 • IRP : 내부 라우터 프로토콜 • RIP,IGRP : 거래 벡터 라우팅 방식 이용 • OSPF : 링크 상태 라우팅 방식 이용 • 회선망 • ISDN : 종합정보 통신(음성, 데이터, 팩시밀리, 화상 통신) • B-ISDN : 고품질의 영상 서비스 • ADSL : 기존 전화선에 고속 모뎀을 설치하여 비대칭형 디지털 서비스(상:1M, 하:12M) 제공. • VDSL : ADSL 전송 속도를 고속화