데이터 통신: 데이터 회선망, 통신 프로토콜
데이터 회선망
전용회선 / 교환회선
1. 전용회선(Leaeed Line) : PSTN(전화망, 아날로그). Point to Point 방식, Multi Drop 방식
2. 교환 회선(Switched Line) : 회선 교환 방식(공간 분할 교환 방식/시분할 교환 방식), 축적 교환 방식(메시지 교환 방식/패킷 교환 방식) : 가상 회선 교환 방식/데이터그램 교환 방식
회선 구성 방식
Point to Point : 전용 회선, 교환 회선에 이용, Star 형 구성에 사용
Multi Drop : Multi Point 방식. Bus형 구성에 사용. 데이터 전송은 Polling과 Selection으로 수행
Line Multiplexing : 다중화 방식.
데이터 교환 방식
1. 회선 교환 방식 : 음성 전화망. 공간분할 교환방식(SDS)과 시분할 교환방식(TDS)로 나뉨. 먼저 물리적 통신회선 연결 필요. 일정 데이터 전송률 제공. 동일한 전송 속도 유지
2. 축적 교환 방식 : 메시지 교환 방식(Message Switching)/패키지 교환 방식(Packet Switching)
메시지 교환 방식(Message Switching) : 이메일 생각할 것. 전송 지연 길며 대화형 데이터 전송에 부적절
패키지 교환 방식(Packet Switching) : DTE와 DCE 접속 규정 X.25. OSI 7계층 중 3번 네트워크 계층(IP, 라우터로 최적의 경로 결정), 가상 회선 방식/데이터그램 방식
PSTN : 아날로그. 모뎀. DTE DCE 사이 접속 규정 V.24
PSDN : 디지털. 패킷. DTE DCE 사이 접속 규정 X.25
패킷 교환망(PSDN)의 기능
패킷 다중화(Multiplexer) : 다수의 상대 터미널과 통신을 수행하도록 기능
경로 제어(Routing) : 라우팅. 가장 효율적인 전송로를 선택(라우터)
트래픽 제어(Traffic Control) : 패킷 흐름, 양 조절. 교착 상태 방지, 흐름 제어
경로 제어(Routing) : 라우팅. 최적 패킷 교환 경로 설정
경로 설정 프로토콜(Routing Protocol) : IGP, EGP, BGP
IGP(Interior Gateway Protocol) : 내부 게이트 프로토콜. 하나의 자율 시스템(AS) 내 라우팅.
- RIP(Routing Information Protocol) : 소규모
- OSPF(Open Shortest Path First Protocol) : 대규모
EGP(Exterior Gateway Protocol) : 외부 게이트 프로토콜. AS 간의 라우팅. 게이트웨이 간의 라우팅.
BGP(Border Gateway Protocol) : AS 간의 라우팅. 라우팅 테이블 교환. EGP 보완.
경로 설정 방식 : 고정 경로(Static Rounting) 제어, 적응 경로(Adaptive Routing) 제어,
범람 경로(Flooding:모든 경로 패킷 전송) 제어, 임의 경로(Random Routing) 제어
트래픽 제어(Traffic Contol) : 흐름 제어, 폭주(혼합 제어), 교착상태(Dead Lock) 방지
- 흐름제어(Flow Control) : Stop-and-Wait, Sliding Window
슬라이딩 윈도우(Sliding Window) : 확인신호(수신통지) 이용해서 송신 데이터 양 조절, ACK가 전달되면 윈도우 크기 증가, NAK가 전달된 경우 윈도우 크기 감소
망(network)의 구성 : Star형(중앙집중), Ring형(루프. 서로이웃), Bus형(회선공유), Tree형(계층,분산처리 시스템), Mesh형(회선수 = n(n-1)/2)
기출) 25개의 구간을 망형으로 연결하면 필요한 회선의 수는 몇 회선인가? 300
25 x 24 / 2 = 600 / 2 = 300
LAN(Local Area Network, 근거리 통신망) : 제한 지역 내, 고속 통신 가능, 오류 발생률 낮음, 자원 공유
LAN 표준안은 IEEE 802에 의해 추진되며 OST 참조 모델의 물리 계층과 데이터 링크 계층을 대상으로 한다.
MAN 도시형 통신망, WAN 공중망(LAN이 여러개 모여서)
IEEE802 주요 표준 규격
802.3 : LAN표준. CSMA/CD 방식 매체 접근 제어 계층에 관한 규약
802.4 : 토큰 버스 방식 매체 접근 제어 계층에 관한 규약
802.5 : 토큰 링 방식 매체 접근 제어 계층에 관한 규약
802.11 : 무선 LAN, Wi-Fi에 관한 규약
매체 접근 제어(MAC, Media Access Control) : CSMA/CD 방식(버스형LAN), 토큰 버스 방식, 토큰 링 방식
CSMA/CD : 버스 구조. 데이터 프레임 간 충돌이 발생하는 것을 인정하고 이를 해소 위해 충돌 검출 기능과 충돌 발생시 재송신 하는 기능 부가. 구현이 간단.
- CS(Carrier Sence) : 통신 회선이 사용 중인지를 점검
- MA(Multiple Access) : 통신 회선이 비어있으면 누구든지 사용 가능
- CD(Collision Detection) : 데이터 프레임 전송하며 충돌 여부 조사
이더넷(Ethernet) : CSMA/CD 방식을 사용하는 LAN, 가장 많은 네트워크. IEEE 802.3
10 BASE T : 전송속도 10Mbps, 베이스밴드 방식, Twisted Pair Wire 케이블 사용 이더넷
10 BASE 2 : 얇은 동축 케이블. 세그먼트 최장거리 200M 이더넷
10 BASE 5 : 굵은 동축 케이블. 세그먼트 최장거리 500M 이더넷
10 BASE F : 광섬유 케이블 이더넷
VAN(Value Added Network) : 부가가치 통신망. 공중통신 사업자로부터 통신회선 임대
VAN의 계층구조 : 기본통신(전송) 계층-네트워크(교환) 계층-통신처리(프로토콜 변환) 계층-정보처리 계층
ISDN(Intergrated Service Digital Network) : 종합정보 통신망.
ISDN의 서비스 : 베어러(정보 변형없이 그대로 전달) 서비스, 텔레서비스, 부가서비스
ISDN의 구조 : 2B + D (64kb B채널, 16kb D채널), B채널 대신 고속 H채널도 사용
B-ISDN(BroadBand-ISDN) : 광대역 종합정보 통신망. 전송 방식은 ATM(비동기 전송 모드) 사용.
인터넷 : TCP/IP 프로토콜. 인터넷의 주가 되는 기간망을 BackBone이라고 함.
Telnet : 가상 터미널(Virtual Terminal) 기능 수행
FTP(File Transfer Protocol) : 파일 전송 프로토콜
IP(Internet Protocol Address) : 인터넷에 연결된 컴퓨터 자원을 구분하기 위한 고유의 주소
8비트씩 4부분, 총 32비트로 구성. ex) 211.183.9.66
A~E까지 5단계로 구성. C클래스:소규모 통신망, D클래스: 멀티캐스트, E 클래스: 실험용(공용X)
기출) IP Address에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
1) 5개의 클래스로 분류되어 있다.
2) A, B, C 클래스만이 네트워크 주소와 호스트 주소 체계의 구조를가진다.
3) D 클래스 주소는 멀티캐스팅을 사용하기 위해 예약되어 있다.
4) E 클래스는 특수 목적 주소로 공용으로 사용된다. // 실험용이므로 공용되지 않는다.
서브네팅(Subnetting) : 할당된 네트워크 주소를 다시 여러 개의 작은 네트워크로 나눠 사용하는 것.
서브넷 마스크(Subnet Mask) : 4비트의 IP주소 중 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하기 위한 비트
IPv4를 IPv6로 전환하는 전략
듀얼 스택(Dual Stack) : 호스트에서 IPv4, IPv6 둘 다 처리할 수 있도록 두 개의 스택 구성
터널링(Tunneling) : IPv6 망에 인접한 IPv4 망을 거쳐 다른 IPv6 망으로 통신할 때 망에 터널을 만들어 통과할 수 있게 하는 것. IPv6 패킷은 영역에 들어갈 때 캡슐화되고 나올 때 역캡슐화 된다.
IPv4/IPv6 변환
- 헤더 변환(Geader Translation) : IP 계층(네트워크 계층)에서 IPv6를 IPv4 패킷 헤더나 그 반대로 변환하는 방식
- 전송 릴레이 방식 : 전송 계층에서 변환
- 응용 계층 게이트 웨이 방식 : 응용 계층에서 변환
도메인 네임(Domain Name) : 숫자로 된 IP를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현한 것.
DNS(Domain Name System) : 문자로 된 도메인 네임을 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP 구조로 변환하는 것
네트워크 장비 : 허브, 리피터, 브리지(LAN과 LAN을 연결. 데이터링크 계층 중 MAC 계층에서 사용), 라우터((LAN과 LAN을 연결하며 최적 경로를 선택. 서로 다른 LAN이나 WAN의 연결도 수행. 네트워크 계층)
게이트웨이(Gateway) : 1~7 계층의 프로토콜 구조가 다른 네트워크의 연결을 수행. 세션계층-표현계층-응용계층 간을 연결하여 데이터 형식 변환 주소 변환, 프로토콜 변환 등을 수행
통신 프로토콜
통신 프로토콜(Communication Protocol) : 서로 다른 기기들 간의 데이터 교환 표준 통신 규약
통신 프로토콜의 기본 요소 : 구문(Syntax), 의미(Semactics), 시간(Timing)
통신 프로토콜의 기능 : 단편화와 재결합, 캡슐화, 흐름제어, 오류제어, 동기화, 순서제어, 주소지정, 다중화, 경로제어, 전송서비스
프로토콜의 전송 방식 : 문자 전송 방식(BSC), 바이트 방식(DDCM), 비트 방식(HDLC, SDLC, LAPB)
OSI 참조 모델(Open System Interconnection)
다른 시스템 간 원활한 통신을 위해 ISO(국제 표준화기구)에서 제안한 통신 규약(Protocol)
OSI 7계층 : 하위계층(물리-데이터링크-네트워크)-상위계층(전송-세션-표현-응용)
-물리 계층(Physical Layer) : RS-232C, X.21 표준
-데이터 링크 계층(Data Link Layer) : 흐름제어, 프레임 동기화, 오류 제어, 프레임의 순서 제어, HDLC
-네트워크 계층(Network Layer) : 경로 배정(라우팅, Routing), X.25, IP
-전송 계층(Transport Layer) : 하위3계층과 상위3계층의 인터페이스 담당, 종단 시스템 간 전송. TCP, UDP
-세션 계층(Session Layer) : 송수신 대화 제어. 오류 있는 데이터 회복 위한 동기점
-표현 계층(Presentation Layer) : 코드변환, 구문 검색, 데이터 압축
-응용 계층(Appliation Layer)
X.25 : DTE와 DCE 간의 인터페이스를 제공하는 프로토콜.
X.25의 계층 구조 : 물리 계층, 링크(프레임) 계층, 패킷 계층(=OSI7 네트워크 계층)
패킷의 원활한 전송을 위한 연결형 프로토콜, 흐름 및 오류 제어 기능 제공.
가상 회선을 영구 가상회선과 교환 가상회선으로 구분, 모든 패킷은 최소 3옥텟의 헤더를 가짐.
LAPB : HDLC의 원리를 이용한 비트중심 프로토콜. X.25 2계층에서 사용.
X.75 : 2개의 네트워크(패킷 교환망)을 연결하기 위한 프로토콜
TCP/IP : 인터넷 표준 프로토콜 아키텍쳐
TCP(Transmission Control Protocol) : OSI7 전송계층. 연결형 서비스 제공
IP(Internet Protocol) : OSI7 네트워크 계층
TCP/IP 구조 : 응용 계층, 인터넷 계층, 네트워크 액세스 계층
응용 계층(OSI7 응용, 표현, 세션) : 응용 프로그램 간 데이터 송수신. TELNET, FTP, SMTP, SNMP
전송 계층(OSI7 전송 계층) : 호스트 간 신뢰성 있는 통신 제공. TCP, UDP
인터넷 계층(OSI7 네트워크) : 데이터 전송 위한 주소 지정, 경로 설정. IP, ICMP. IGMP, ARP, RARP
(ARP : 논리주소 → 물리주소 / RARP : 물리주소 → 논리주소)
네트워크 액세스 계층(OSI7 데이터 링크+물리) : 실제 데이터(프레임) 송수신. 이더넷, IEEE802, HDLC, X.25, RS-232C
기출) 인터넷 프로토콜 아키텍쳐를 구성하는 4계층이 아닌 것은? 가) 표현 계층
표현 계층, 전송 계층, 인터넷 계층, 링크 계층
기출) TCP/IP에서 사용되는 논리주소를 물리주소로 변환시켜주는 프로토콜은? 나) ARP
전송 계층의 프로토콜
TCP(Transmission Contorol Protocol) : 스트림 위주의 데이터 전송, 헤더에 긴급 포인터, 순서번호, 체크섬 포함
UCP(User Datagram Protocol)
RTCP(Real-Time Contorol Protocol) : 32비트 경계
기출) RTCP(Real-Time Contorol Protocol)의 특징으로 옳지 않은 것은?
가) Session의 모든 참여자에게 컨트롤 패킷을 주기적으로 전송한다
나) RTCP 패킷은 항상 16비트의 경계로 끝난다 // 32비트 경계
다) 하위 프로토콜은 데이터 패킷과 컨트롤 패킷의 멀티 플렉싱을 제공한다.
라) 데이터 전송을 모니터링하고 최소한의 제어와 인증 기능을 제공한다
기출) 다음과 같은 기능을 가지고 있는 프로토콜은? TCP
메시지를 encapsulation과 decapsulation 한다.
서비스 처리를 위해 multiplexing과 demultiplexing을 이용한다.
전이중 서비스와 스트림 데이터 서비스를 제공한다.
인터넷 계층의 프로토콜
IP(Internet Protocol)
ICMP(Internet Control Message Protocol) : 인터넷 제어 메시지 프로토콜
IGMP(Internet Group Management Protocol) : 인터넷 그룹 관리 프로토콜
ARP(Address Resolution Protocol) : 주소 분석 프로토콜
RARP(Reverse Address Resolution Protocol) : ARP와 반대로 물리적 주소를 IP로 변환
기출) ICMP(Internet Control Message Protocol)에 관한 설명으로 틀린 것은?
가) IP 프로토콜에서는 오류 보고와 수정을 위한 매커니즘이 없기 때문에 이를 보완하기 위해 설계되었다.
나) ICMP는 네트워크 계층 프로토콜이다.
다) ICMP 메시지는 하위 계층으로 가기 전에 IP 프로토콜 데이터그램 내에 캡슐화된다.
라) ICMP 메시지는 4바이트의 헤더와 고정길이 데이터 영역으로 나뉜다 // ICMP 헤더는 8바이트로 구성된다.