네트워크, 데이터 교환 방식, 다중화, LAN

Computer Science/Network
enerG enerG Feb, 2023
Table of Contents
  1. 📌네트워크
  2. 거리 기반 네트워크 분류
  3. 네트워크 토폴로지 Topology ⭐
  4. 📌데이터 전송
  5. 아날로그/디지털
  6. 방향
  7. 직렬/병렬
  8. 동기/비동기 ⭐
  9. 📌데이터 교환 방식 ⭐
  10. 종류
  11. 📌인터넷
  12. 📌다중화 multiplexing
  13. 다중화기 MUX = MultipleXer
  14. 고속 ↔ 저속
  15. 📌근거리 통신망 Local Area Network LAN ⭐
  16. 구성요소
  17. LAN의 전송방식
  18. LAN의 프로토콜(약속=통신규약)
  19. LAN의 표준IEEE 802.X 시리즈 (설명서) ⭐
  20. CSMA/CD - 802.3 ⭐
  21. CSMA/CA - 802.11
  22. 토큰 버스 - 802.4
  23. 토큰 링 - 802.5
정보처리기사 필기 준비하며 정리한 내용입니다.

📌네트워크

거리 기반 네트워크 분류

  • PAN
  • LAN
  • MAN
  • WAN

네트워크 토폴로지 Topology ⭐

  • 계층형
    • 상위부터 트리형태
  •  버스형
    • 장애 시 전체 마비
  • 성형 star ⭐
    • 중앙 장애시 전체 마비
  • 링형
    • 저렴. 충돌 없음.
    • 구성변경 힘듦
    • 장애 발생시 전체 마비
  • 망형 mesh
    • 전체가 그물로 얽힌 형태
    • 회선수 : n(n-1) / 2
    • 각 장치당 포트 수 : n-1 자기 빼고라서

📌데이터 전송

아날로그/디지털

  • 아날로그
  • 디지털
    • 리피터 사용

방향

  • 단방향 통신 Simplex
    • 라디오 TV 등
  • 반이중 통신 Half Duplex
    • 무전기 (동시 전송 불가)
  • 전이중 통신 Full Duplex
    • 전화 컴 폰 등등

직렬/병렬

  • 직렬 전송 Serial
    • 한 비트씩 순서대로
    • 느림
  • 병렬 전송 Parallel
    • 여러 비트 동시 전송
    • 흐름제어 필요 (순서대로 도착하도록)

동기/비동기 ⭐

  • 동기식 전송 방식
    • 블록 단위 전송 → 버퍼 장치 필요
      • 쭉쭉쭉 계속 보냄 → 고속
      • 전송 효율 높아 대부분의 통신 프로토콜에서 이용
    • 회로가 복잡
      • 구축비용 고가
  • 비동기식 전송 방식
    • 문자 단위 전송
      • start bit와 stop bit를 삽입하여 동기화 함
      • 각 문자와 문자 전송사이에는 휴지 idle 기간이 존재. stop bit만 전송하고 있음
    • 단순 저렴 → 효율 낮음
      • 저속
    • 어떤 문자도 전송되지 않으면 휴지 idle 상태가 된다

📌데이터 교환 방식 ⭐

종류

  • 전용 회선
    • 국가망
  • 교환 회선
    1. 회선 교환 : 전화국 같은 (직접 연결)
    2. (데이터) 축적 후 교환
      1. 패킷 교환
        1. 데이터그램 UDP
          • 논리적 연결 설정X.
          • 패킷 독립적 전송. 순서 무관. 짧은 메시지. 재정렬 필요.
        2. 가상회선 TCP
          • 논리적 연결 먼저 필요. 빠르고 안정적.
          • 회선교환+데이터그램 장점 결합.
      2. 메시지 교환 : 우편 같은. 블럭.

📌인터넷

  • 텔넷 : 원격 접속해서 내 컴퓨터처럼 사용
  • Gopher 고퍼 : 메뉴 방식으로 정보 검색 쉽게 하는 서비스
  • USENET 유즈넷 : 카페 같은 것

📌다중화 multiplexing

하나의 통신 회선을 여러 가입자들이/다수의 터미널이 동시에 사용하도록 하는 기능

선로의 공동 이용

다중화기 MUX = MultipleXer

다중화를 가능하게 하는 장치

  1. 주파수 분할 다중화기 FDM frequency Division Muliplexer
    • 라디오
  2. 시분할 다중화기 TDM Time Division Multiplexer
    • 각 채널에 시간 배정
    • 다중화 방식
      • 동기식 시분할 다중화
        • 데이터 존재 유무 관계없이 타임슬롯 할당 → 없어도 할당되므로 효율 떨어짐.
          • 보통은 동기식이 좋으나 여기에서는 비동기가 좋다는 점에 주의.
      • 비동기식 시분할 다중화
        • 전송할 데이터 있는 장치에만 타임슬롯 할당
  3. 코드 분할 다중화 CDM Code Division Multiplexer ⭐
    • 핸드폰에서 이용
    • 고유의 코드 이용
    • CDMA 코드 분할 다중 액세스 : 여러 사용자가 단일 통신 채널을 공유할 수 있는 경우
  4. 파장 분할 다중화 WDM Wavelength Division Multiplexing
    • 광 다중화 방식. 레이저!
  5. 공간 분할 다중화 SDM Space-Division Multiplexing
    • 공간 차원에서 다중화 (시간X 주파수X)

고속 ↔ 저속

  • 역다중화기 Inverse MUX
    • 한개 고속 → 여러개 저속으로 쪼개 전송
  • 집중화기 Concentrator
    • 여러 개의 저속회선 → 버퍼에 축적 → 고속회선

📌근거리 통신망 Local Area Network LAN ⭐

네트워크 구성의 최소 단위

구성요소

  • NIC 랜카드. Network Interface Card
  • 리피터 : 감쇄 신호 증폭기
  • 허브 (더미, 스위치)
  • 브릿지 : 랜과 랜 연결
  • 라우터 : 원거리 연결이 가능 LAN MAN WAN, 라우팅 테이블 ⭐
  • 게이트웨이 : OSI 전 계층에서 사용. 다른 종류 통신망 사이에 메시지 전달 가능하도록 해줌

LAN의 전송방식

  • 베이스 밴드
    • 멀리 못간다. 변조 없이 그대로 전송하기 때문.
      • 1~2키로 이상은 리피터 사용.
      • 간단, 저렴
    • 트위스트 페어 케이블
  • 브로드 밴드
    • 모뎀으로 디지털데이터→아날로그데이터로 변조하여 전송한다
    • FDM 주파수 분할 다중화 방식 사용
    • 동시에 여러 정보 전송 가능

LAN의 프로토콜(약속=통신규약)

  • LLC Logical Link Control 논리 링크 제어
    • 데이터링크 계층 기능 담당. 흐름제어, 오류처리 등
  • MAC Medium access control 매체 접근 제어
    • 물리적 전송. 매체 간 연결 방식 제어. CSMA/CD, 토큰링, 토큰 버스

LAN의 표준IEEE 802.X 시리즈 (설명서) ⭐

  • 802.1 전체
  • 802.2 : 논리링크제어 LLC
  • 802.3 : CSMA/CD (유선)
  • 802.4 : 토큰 버스
  • 802.5 : 토큰 링
  • 802.11 : 무선 LAN
  • 802.15 : 블루투스

CSMA/CD - 802.3 ⭐

  • carrier sense multiple access with collision Detection
    • carrier
      • 데이터를 전송하는 공유 전송 매체.
      • 캐리어가 데이터를 전송할 수 있는 속도가 대역폭.
    • sense
      • 감지
    • multiple access
      • 많은 사용자가 동시에 캐리어를 감지
    • CSMA : 채널 이용 전 다른 이용자가 있는지 확인하는 방식.
    • CD : 충돌 검사
  • 특징
    • IEEE 802.3 이더넷 LAN에서 사용되는 매체접근방식
    • 유선 네트워크에서 충돌 확인 가능
    • Manchester 코드를 전송부호로 사용
  • 절차
    • 현재 네트워크상에 통신이 일어나고 있는지 확인
    • 전송중이면 사용할 수 있을 때까지 기다리고
    • 아니면 전송을 시작한다
    • 충돌 발생하면 잼 신호 브로드 캐스트. 기다림 다시 신호 감지 → 재전송
  • 이더넷 시스템 규격
    • 10 BASE F : 광섬유 케이블의 F. 10Mbps의 전송속도
    • 10 BASE T : Twisted Pair Wire 케이블의 T. 10Mbps의 전송속도
    • 100 BASE T : 고속 이더넷
    • 1000 BASE T : 1기가 기가비트 인터넷

CSMA/CA - 802.11

  • carrier sense multiple access with collision Avoidance충돌을 감지하기 힘들어서 회피를 사용하는 것
  • 사용중이면 일정시간 대기한다
  • IEEE 802.11 무선 LAN에서 사용되는 메체 접근 방식

토큰 버스 - 802.4

버스형 랜에서 사용하는 방식

토큰이 논리적으로 형성된 링을 따라 순차적으로 노드로 전달된다(공평)

전송 시간 가변적.

전송량이 많을 때도 안정적

장치가 복잡하고 평균 대기 시간이 길다

일부 노드나 회선에 장애 발생 시 전체 장애 발생

토큰 링 - 802.5

링형 랜에서 사용

물리적으로 연결된 링을 따라 순환하는 토큰으로 제어

  • 상태
    • 프리 토큰 : 사용가능
    • 비지 토큰 : 사용중

토큰방식은 충돌이 발생하지 않는다. 토큰이 있어야만 데이터 전송이 가능하기에.

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  • 📌네트워크
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  • 토큰 링 - 802.5
𝒆𝒏𝒆𝒓𝗚
에너지 넘치는 엔지니어⚡ 읽고 쓰고 정리하는 것을 좋아합니다.
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