네트워크 기본 개념 수업 정리 #1

=1회차= 

 

노드 

• 네트워크에 사용되는 장비, 단말, 시스템

 

링크

• 노드와 노드 간의 논리적인 회선

 

라우팅

• "경로 설정" , 네트워크는 궁극적으로 송신자가 수신자에게 번호를 최적 경로로 전달해주는것인데, 라우팅은 이러한 번호를 가지고 경로를 찾아가는것이기 때문에 경로를 찾아가는 라우팅이 굉장히 중요함!

 

 

 

 

 

다중화(Multiplexing)

• 송신 측에서 하나의 회선을 시간, 주파수, 코드로 나누어 많은 데이터를 싣는 것

 

역다중화(De-Multiuplexing)

• 수신 측에서 하나의 회선에 다중화 되어 온 데이터를 각 채널별로 분리시키는 것
• 데이터를 각 채널별로 분리시키는 것.

 

 

 

 

"편지 봉투"를 예를 들어서 우리가 어딘가에 편지를 보낼 때 주소나 우표 이런것들을 기재하고 첨부하는걸 "제어 정보"를 추가한다라고 이야기할 수 있다. 이 과정을 "캡슐화"라고 이야기하고, 여기에서 서울이 아닌 제주도로 편지를 붙이면 우체국에서 그 사이에 또 제주도로 가는 편지를 분류하는 과정을 "제어 정보"를 추가한다고 할 수 있고 제어정보는 계속해서 추가가 될 수 있다.

 

 

캡슐화(Encapsulation)

• 송신 측에서 데이터에 제어정보를 부가하는 과정

 

 

디캡슐화(De-capsulation)

• 수신 측에서 데이터에 제어정보를 제거하는 과정

 

 

 

 

 

 

암호화

• 암호키를 사용하여 평문을 암호문으로 변경하는 것

 

 

복호화

• 복호화키를 사용하여 암호문을 평문으로 복구하는 것

 

 

 

 

 

ㄱ ㄴ ㄷ ㄹ ㅁ ㅂ ㅏ  ㅓ  ㅜ   ㅗ

 1   2  3   4  5   6  11 12  13  14

 

이렇게 키가 있다라고 하면.

"가" ->  1-11   = 이 과정이 암호화

 

 

대칭키

• 암호화키 = 복호화키
• 장점 : 회로가 간단하며, 암호화 및 복호화 속도가 빠름.
• 단점 : 키의 전달에서의 보안 취약성, 관리가 불편

 

비대칭키

• 암호화키 ≠ 복호화키
• 암호화키를 공개해줌 (공개키)
• 장점 : 키의 전달 및 관리가 용이, 대칭키보다 보안성 강화
• 단점 : 회로가 복잡하며, 암호화 및 복호화 속도가 늦음.

 

 

 

 

 

데이터 전달 방식 

유니캐스팅(Unicasting)

• 하나의 특정 수신자에게 전송하는 방법
• 1:1 통신

 

멀티캐스팅(Multicasting)

• 사전에 그룹에 가입된 다수의 수신자에게 전송하는 방법
• 1:N 통신

 

브로드캐스팅(Broadcasting)

• 불특정 다수의 수신자에게 전송하는 방법
• 1:N 통신 
• ex) 방송(kbs,mbc)

 

 

 

 

데이터 전송 방식

동기식 전송(Synchronous)

• 송신과 수신 간의 타이밍을 맞추어, 고속 전송하는 것.

 

비동기식 전송(Asynchronous)

• 송신과 수신 간의 타이밍을 맞추지 않고, 저속 전송하는 것

 

 

 

 

 

 

오류 제어 방식

오류 검출(Parity, CRC)

• 오류 무시(초속 통신망은 오류 무시)
• 오류 정정(해밍코드(Hamming cod))
• 재전송(오류가 너무 많이 나오면)

 

흐름 제어 방식

• 송식 측과 수신 측간에 데이터의 처리 속도 차이로 인해 발생하는 문제를 해결하기 위한 방법.
• X-ON/OFF
• Slide Window 

 

 

 

신호 전송 기술

베이스밴드(Baseband) 전송

• 신호를 변조를 하지 않고 직접 전송하는 방식
• 주로 LAN 에서 사용.
• 100 Base T (Twist pair)
• 100 Base 5 (500m, 동축케이블)
• 100 Base Fx (광케이블)

 

 

 

브로드밴드(Broadband) 전송

• 신호변조기를 사용하여 신호를 변조하여 전송하는 방식
• 실무에서 별로 사용하지 않음.

 

 

 

 

신호 전송 방식

단방향 전송

• 송신 측은 보내기만 하고 수신 측은 수신만 가능
• ex) TV, 라디오

 

반이중 전송

• 하나의 채널로, 동시에 송수신이 되지 않으며 한쪽에서 송신 시에 상대편은 수신만 가능
• ex) 경찰 무전기

 

전이중 전송

• 채널이 2개라 동시에 송수신이 가능
• ex) 일반 전화, 휴대폰

 

 

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네트워크의 목적

1. 네트워크를 통한 정보자원의 공유
2. 송신자와 수신자 간의 정보전달 채널 제공
3. 고객만족의 통신서비스 제공

 

 

네트워크를 기술적으로 정의할 때 어떤 구성요소의 집합체라고 하는지?

• 여러 개의 노드(장비)와 이들을 연결한 링크(장비와 네트워크의 연결)의 집합체

 

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=2회차=

 

네트워크는 송신자와 수신자를 연결해주는 중간 매개체

 

 

 

 

 

음성통신 네트워크

 

전화기

• 아날로그 전화기
• 디지털 전화기

 

전송/교환장비

• 전화 교환기
• 디지털 전송장비

 

 

다중화 장비(Multplexer)

• 하나의 회선에 여러개의 가입자를 실어서 보내는것을 다중화 장비라고함.
• <<--->> 역다중화
• DSO(64 kbps) -> T1(1,544 Mbps), E1(2.048 Mbps)

 

고속 광 전송 장비(SDH, DACS)

 

 

 

 

이동통신 네트워크

1. 이동 단말

2. 이동통신 기지국

3. 이동전화 교환장비

4. 이동전화 전송장비

 

 

 

 

 

1. 단말 장비 (PC)

2. 유/무선 중계기 (공유기)

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3. 교환 장비 (Switch)

4. 경로설정 장비 (Router)

5. 게이트웨이 (인터넷망과 전화망을 연결해주는것)

6. 전송 장비

7. 네트워크 케이블

 

 

 

유선 네트워크의 구조

 

 

1. 스타구조(Star Topology)

• 중앙 제어 장치와 점대점으로 연결하는 방식
• 중앙전송제어장치가 교환 및 관리기능을 담당

 

장점

• 중앙전송장치와 1:1연결로 장애 발견 및 유지보수 용이
• 한 단말의 고장이 다른 단말에 영향을 주지 않음.

단점

• 중앙전송장치에 장애 발생 시 전체 네트워크에 장애 발생
• 중앙전송장치와 거리가 먼 단말추가 시 케이블 비용 증가

 

 

2. 버스구조

• Ethernet(CSMA/CD 방식)에서 사용
• 백본 케이블(Backbone cable)에 모든 장치를 연결
• 다중점 연결(Tap 연결)

 

장점

• 새로운 노드의 추가 용이

단점

• 케이블 중간에 장애 발생 시 전체 호스트로 전송 불가
• 노드 개수가 증가 시 전송 속도 저하
• 네트워크 부하 증가 시 응답시간이 늦어 짐

 

 

 

 

 

3. 역 트리구조(Inverse Tree) = 트리 구조 (Tree Topology)

• 스타 구조와 버스 구조를 결합시킨 구조
• 각 노드 간의 신호의 이동 거리를 증가시킬 수 있음.

 

장점

• 건물의 층내 및 층간 네트워크 구성에 용이

단점

• 허브 간의 연결이 끊어지면 하부의 단말은 통신 장애 발생
• 성능이 큰 스위치를 중심으로 계층적 구성이 가능

 

 

 

4. 링 구조(Ring Topology)

• 2중 링 구성 시 장애에 신뢰성이 상대적으로 높음

 

 

 

 

 

5. 그물망 구조(Mesh Topology)

• 모든 노드를 서로 연결한 구조

 

장점

• 장애에 대한 신뢰성이 가장 높음

단점

• 구축 시 비용이 많이 듦
• 총 연결 회선 수 : n(n-1)/2
  ex) 7(7-1)/2 =21개 회선 필요.

 

 

 

 

 

 

무선LAN의 구조

• 유선 LAN 하부 인프라 구조
• 애드 혹(Ad hoc) 구조

 

유선 LAN 하부 인프라 구조

• 유선 LAN 스위치에서 무선 LAN 중계를 유선으로 접속
• 무선 LAN 중계기(AP)와 무선 단말 구간을 무선으로 접속

 

 

 

 

애드 혹(Ad hoc) 구조

• LAN 중계기(AP) 없이 무선 단말 간의 상호 연결을 통한 통신

 

 

장비들과 토폴로지들의 혼합.

 

 

 

요약

1. 인터넷 네트워크 기본 구조
   PC -> 스위치 -> 라우터 -> 외부 네트워크
2. 유선 네트워크 구조
   스타,버스,링형,역트리(트리),그물망,혼합 
3. 무선 네트워크 구조
   유선 LAN 하부 구조, 애드 혹(Ad hoc)구조

 

 

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네트워크 서비스 대상에 따른 분류

 

공중 네트워크

• ISP 네트워크 
  ex) Kt, LGU+, SKT 등

 

 

사설 네트워크

• 기업이나 기관의 LAN, 인트라넷
• 가상 사설 네트워크(VPN)
• 가상 LAN

 

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네트워크 서비스 영역에 따른 분류

• PAN < HAN < LAN < MAN < WAN

PAN (Personal)

개인 영역의 통신망

 

HAN (Home)

홈 통신망

 

LAN (Local)

지역, 회사, 사무실, 대학교

 

MAN (Metropolitam)

도시

 

WAN (Wide)

국가

 

 

 

 

네트워크 구축 목적에 따른 분류

• 홈 네트워크
  ex) 사물인터넷
• 스토리지 데이터 백업 네트워크(SAN)
  ex) 기업, 학교, 회사, CCTV
• 스마트그리드(Smart Grid) 네트워크
  = 전력을 효율적으로 관리하기 위한

 

 

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네트워크 보안 범위에 따른 분류

가상 사설 네트워크 (VPN)

• 공중망 통신자원을 활용하여 기업/기관의 본사와 지사를 사설망으로 구성

 

 

가상 LAN (VLAN)

• 동일한 LAN에서 보안목적, 물리적 제약 해소, 대역폭 사용의 효율성을 위해 가상적으로 구분한 세부 네트워크

 

 

 

 

리피터

• 물리적인 전송회선의 길이를 연장하는 중꼐기

 

 

허브/공유기

• 물리적 회선을 중계하고 여러 단말을 접속하는 장비
• 멀티 포트를 붙이는 리피팅(중계해줌) 이라고 이해하면 됨.

 

 

브리지/스위치

• 단말을 접속하고 교환기능을하는 장비
• 물리적 주소인 MAC 주소로 동작
• 여러대의 PC를 붙여주는게 "스위치"
• 스위치와 허브의 차이는 
  허브는 100mb의 속도를 나눠갖는다라면
  스위치는 100mb의 속도를 각자 뿌려줌.
  이로 인해 비용 문제로 당연히 집에서는 "허브"를 쓰고 회사에서는 "스위치"를 사용

 

 

라우터

• "경로설정 기능"
• 고속도로로 갈건지~ 국도로 갈건지~ 경로설정

 

 

게이트웨이

• "다른 언어를 사용하는 두 사람 사이의 번역기"
• "다른 화폐를 사용하는 두 국가 사이의 환전소"
• "자동차 도로로 따지면 톨게이트의 역할"
• 이기종 네트워크(서로 다른 네트워크) 간 상호접속 기능을 하는 장비
• 서로 다른 프로토콜이 다를 경우 "중재 역할"
• 하위 계층(1~3 layer)에서 주로 "라우터"가 이 역할을 맡음.
• 상위 계층(4~7 layer)에서 상이한 프로토콜들 간의 특수한 변환을 담당하는 복잡한 S/W를 수행하는 서버를 의미하기도 함.
  ex) 전자 우편을 여러 양식으로 바꿔주는 Mail gateway
• 집 --> 공유기 --> 인터넷 제공 회사 라우터 --> 인터넷망
• 이 떄, 거치는 게이트웨이의 수를 홉 수(hop count) 라고 칭함.

 

 

광 전송 장비

• 광대역 데이터를 고속 전송 기능을 하는 장비

 

 

무선 인터넷 중계기

• 무선 인터넷 접속중계 기능을 하는 장비

 

 

 

 

주요 보안 장비

1. 방화벽
2. 침임탐지 시스템
3. 개인정보 암호화 시스템
4. 접근제어 시스템
5. DLP/DRM 시스템

 

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네트워크 케이블

꼬임선(Twist pair Cable)

• 비차폐 꼬임선(Unshielded Twist Pair(UTP))
  CAT-3 : 약 10Mbps
  CAT-5 : 약 100Mbps
  CAT-6 : 약 1000Mbps
  
  
• 차폐된 꼬임선(Shielded Twist Pair(STP))

 

 

동축케이블(Coaxial Cable)

• 얇은 케이블(Thin Cable)
  100 base 2
  
  
• 굵은 케이블(Thick Cable)
  100(속도) base 5(길이)

 

 

 

광 케이블(Fiber Optic Cable)

싱글 모드 광 케이블(Single Mode Fiber Optic Cable)

• 장거리 전송에 사용, 품질이 좋음

 

멀티 모드 광 케이블(Multi Mode Fiber Optic Cable)

• 단거리 전송에 사용, 빛이 여러개 들어옴

 

 

 

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프로토콜의 개념

• 네트워크는 나와 상대방이 있어야함.
• 보내는 사람과 받는 사람이 약속을 맺는걸 프로토콜이라 이야기함.
• 네트워크를 통하여 데이터를 전송을 위한 통신 규약을 의미
• 동등한(Peer to peer) 계층 사이의 통신 규약
• 송신과 수신 시스템 간의 데이터를 주고받는 정보의 형식과 절차를 규정
• 무엇을 언제 어떻게 네트워크를 통하여 주고받을 것인지를 규정
• 원래 "국가 간의 외교를 위한 외교 의정서"를 의미

 

 

 

통신 프로토콜의 주요 요소

 

구문(Syntax)

• 데이터의 구조 또는 형식
• 데이터가 표현되는 순서

 

 

의미(Semantics)

• 각 비트의 영역별 의미
• 특정 패턴을 어떻게 해석하고 그를 기반으로 어떤 동작을 할 것인가를 결정

 

 

시기(Timing)

• 언제 데이터를 전송할 것인가
• 얼마의 속도로 전송할 것인가

 

 

 

 

통신 프로토콜의 계층 구조

• ISO의 OSI 7 계층 구조
• IETF의 TCP/IP 계층 구조
• ATM 프로토콜 계층 구조
• ISDN 프로토콜 계층 구조

 

 

프로토콜 계층간 인터페이스 , 캡슐화