컴퓨터공학 개론 6장 네트워크 - lily.mmu.ac. · PDF file6장 네트워크 컴퓨터공학 개론 . 학습 목표 컴퓨터들이 어떻게 연결되는 지를 배운다

6장 네트워크

컴퓨터공학 개론

학습 목표

컴퓨터들이 어떻게 연결되는 지를 배운다

여러 다른 유형의 전송 매체와 익숙해진다

유도 매체와 비유도 매체의 차이를 배운다

어떻게 프로토콜이 네트워킹을 가능하게 하는지 배운다

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학습 목표 (계속)

ISO/OSI 참조 모델에 관하여 학습한다

네트워크 유형의 차이점을 이해한다

근거리 네트워크 (LAN)에 관하여 공부한다

광역 네트워크 (WAN)에 관하여 공부한다

무선 근거리 네트워크 (WLAN)에 관하여 공부한다

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학습 목표 (계속)

네트워크 통신 장치에 관하여 배운다

어떻게 WAN이 스위치 네트워크를 사용하여 통신하는 지를 배운다

어떻게 장치들이 통신 매체를 공유할 수 있는지를 배운다

DSL, 케이블 모뎀, 위성 통신에 관하여 배운다

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네트워크를 배워야 하는 이유

네트워크는 컴퓨터와 주변 장치를 연결한다 효과적으로 시스템 버스를 확장한다

네트워킹의 핵심에 TCP/IP 프로토콜이 있다

네트워크는 모든 형태의 컴퓨팅의 중심이 되었다 전자상거래, 연구, 통신

컴퓨터 학자와 네트워킹 근본적인 지식

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컴퓨터들의 연결

시스템 버스를 통해 컴퓨터들을 연결하는 것은 불가능하다

PCI 버스는 98 개의 선을 갖고 있다

원격 연결은 실질적으로 불가능하다

이러한 연결문제는 네트워크로 해결된다

전선과 같은 매체가 전기 신호를 나른다

통신 프로토콜 (TCP/IP)은 그 절차를 관리한다

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전송 매체

전송 매체: 전기 또는 자기 신호를 전도하는 능력을 가진 물질

전송 매체는 4 가지 방식으로 등급을 매길 수 있다: 대역폭: 초당 비트 수로 측정되는 매체의 속도

신호 대 잡음 비: = 10 log10 (신호/잡음)

비트 오류율: 단위 시간 당 전송 받은 총 비트 수에서 오류를 가진 비트들의 비율

감쇠: 신호가 이동 거리에 따라 약해지는 것

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전송 매체 (계속)

전송 매체의 두 가지 일반적인 유형

유도: 구리선과 같은 물리적 매체

비유도: 전자기적 신호를 전달하는 공기와 공간

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유도 매체

두 가지 일반적 형태

구리선

차폐된 또 차폐되지 않은 전선쌍

동축 케이블 (coax)

광섬유 케이블

신호를 전달하기 위해 유리와 빛을 사용

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그림 6-1 유도 매체인 동축선, 전선쌍, 광섬유 케이블

유도 매체 (계속)

 구리선: 동축과 전선쌍 동축 케이블 (coax)

잡음을 줄이기 위해 구리선을 금속 막으로 감쌈

600 MHz 까지 대역폭 지원

예: 10Base2,10Base5

전선쌍 유도 현상의 효과를 감쇠시킨다

두 가지 유형: 차폐와 비차폐 (UTP)

UTP가 차폐된 전선쌍이나 동축에 비하여 인기가 높다

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표 6-1 EIA/TIA 전선쌍 케이블의 카테고리

유도 매체 (계속)

임피던스: 구리 선에서 신호가 감쇠되는 현상

광섬유 케이블

유리 섬유가 빛 파동을 유도한다

구리선에 비하여 감쇠의 영향이 적다

자기 유도 법칙이 적용되지 않는다

구리 선에 비하여 수백배의 대역폭 지원

규모의 경제가 제조 가격을 안정시켰다

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비유도 매체: 무선 기술

무선 기술의 장점

케이블 비용을 없앰

장치의 이동성과 휴대성

무선 기술의 기반: 라디오 파

라디오, 휴대폰, 무전기, 차고용 리모콘, 전자 오븐이 같은 기술을 사용한다

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그림 6-2 무선 기술

비유도 매체: 무선 기술 (계속)

라디오 파 조작 전자 신호를 증폭

신호를 전자파 형태로 전송

수신 안테나가 전자파를 전자 신호로 환원

여러 다른 주파수에서 전송 가능

산업계 표준 (2.4 GHz 대역에 기반) IEEE 802.11 시리즈: 가장 보편화

블루투스: 단파: 3 인치에서 328 피트 (마우스, 키보드, 프린터, 다른 I/O 장치)

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비유도 매체: 무선 기술 (계속)

광 전송

짧은 거리에서 적외선 사용 가능

최대 4 Mbps의 전송 능력

송신자와 수신자 사이에 시야 확보 필요

마우스, 키보드, PDA, 휴대폰, 노트북 컴퓨터 및 다른 휴대형 장치에 사용

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표 6-2 무선 기술

프로토콜

프로토콜: 통신을 가능하게 하도록 설계된 규칙의 집합 예: 교실에서의 질의 응답

타이밍 다이아그램을 통해 상호 작용 표현

많은 기계 사이의 프로토콜 정보 전달의 순차적 흐름을 정의

예: TCP (Transmission Control Protocol) 충실한 메시지 재생산을 가능하게 한다

오류 검출과 재전송을 수행

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표 6-3 프로토콜 타이밍 다이아그램

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표 6-4 통신 프로토콜을 위한 타이밍 다이아그램

ISO/OSI 참조 모델

7 개의 독자적 계층으로 구성된 개념적 모델

물리적 계층: 물리적 링크에 대한 명세를 정의

데이터 링크 계층: 데이터 전송, 물리적 주소 지정과 그에 대한 통지, 프레임의 순차적 전달, 흐름 제어를 담당

네트워크 계층: 연결성과 경로 선택 기능을 제공. 또 메시지에 주소를 할당

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ISO/OSI 참조 모델 (계속)

전송 계층: 데이타그램의 전달을 보장. 또한, 결함 감지, 오류 복구 및 흐름 제어를 담당

세션 계층: 세션의 설정, 관리, 종료

프리젠테이션 계층: 번역, 포매팅, 구문 선택과 같은 데이터의 포매팅을 담당

응용 계층: 응용을 네트워크에 접속

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ISO/OSI 참조 모델 (계속)

각 계층은 두 개의 구성 요소에 의해 정의

프로토콜 데이터 단위 (PDU)

헤더: 계층과 메시지에 관련된 정보

메시지 전송

응용에서 출발

프로토콜 스택을 따라 각 계층에 의해 확장되며 물리적 계층에 의해 전송 매체에 놓여진다

수신 노드는 역순으로 메시지를 해체

모듈화: 재설계와 변경을 쉽게 해준다

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그림 6-3 OSI 모델이 데이터를 처리하는 과정

네트워크 유형

크기와 인접성에 의해 분류

LAN (근거리 네트워크)

근거리에서 작은 수의 컴퓨터를 연결

대개 건물이나 인접 건물로 제한

일반적으로 구리선으로 연결

WLAN (무선 근거리 네트워크)

WAN (광역 네트워크)

LAN들과 WLAN들을 연결 (넓은 지역)

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네트워크 유형 (계속)

MAN (도시 네트워크)

도시 또는 대도시 지역을 연결

유형에 따른 구별

표준화된 정의는 없다

인터넷은 WAN으로 분류

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그림 6-4 WAN 구성 예

LAN의 토폴로지

네트워크 구성을 종종 네트워크 토폴로지라 부른다

노드: 네트워크에 연결된 컴퓨터

각 노드는 고유의 네트워크 주소를 갖는다

세가지 기본적인 LAN 토폴로지

링: 컴퓨터들을 케이블을 사용하여 루프로 연결

스타: 컴퓨터들이 중심 허브에 연결

버스: 컴퓨터의 시스템 버스와 같은 구조 (가장 인기)

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그림 6-5 LAN 토폴로지

LAN 통신 기술

이더넷

가장 널리 사용되는 업계 표준 기술

버스 토폴로지에 기반

스타 토폴로지로도 연결 가능 (스타/버스)

원래의 이더넷은 10 Mbps로 전송

고속 이더넷은 100 Mbps로 전송

기가비트 이더넷은 1 에서 10 Gbps로 전송

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LAN 통신 기술 (계속)

토큰 링