네트워크 개요와 통신망 종류

 

1. 통신망 종류

(1) LAN(local area network, 근거리 통신망)

- 빌딩 내 혹은 근접 거리의 빌딩들로 제한된 지역에 설치된 정보 기기들 사이의 고속 통신을 제공하는 통신망
- LAN의 종류에는 ethernet, token ring, FDDI 등이 있음

#ethernet / IEEE 802.3 LAN
- 매체 접근 제어 기술 CSMA/CD 사용

#token ring / IEEE802.5 LAN
- 데이터는 한쪽 방향으로 흐르도록 하여 한 컴퓨터에서 다음 컴퓨터 순으로 순서대로 전달
- 통신 회선의 길이 제한이 없으며 확장성이 용의하지 않음
- 매체 접근 제어 기술 token passing 사용

#FDDI (fiver-distributed data interface) LAN
- LAN상의 고속스테이션을 연결 또는 백본망 연결 시 사용
- 이중 링 구조 : 데이터 전송 링과 백업용 링
- 매체 접근 제어 기술 token passing 사용

(2) MAN(metropolitan area network)

- LAN < MAN < WAN 으로 컴퓨터 자원들과 호스트들을 연결하는 도시권 통신망
- 같은 도시나 지역 사회와 같이 지리적으로 같은 위치에 존재하는 여러 개의 랜을 연결
- 몇몇 LAN을 연결하여 백본라인 형성
- 고가의 라우터나 광전송 장비 없이도 저렴하게 인터넷 서비스 사용 가능
- 전송 매체로는 광섬유 또는 동축 케이블이 사용되며, 45bps, 100bps 의 속도 제공

#DQDB(distributes queue dual bus)는 MAN에서 사용되는 IEEE 802.6 규격인 QPSX(queued packet synchronous exchange)의 제어접속에 사용
- DQDB의 토폴로지는 이중 버스 토폴로지 사용
- 각 버스는 단방향이며 버스의 머리 부분에는 53바이트의 슬롯 생성기가 있음
- 회선 교환과 패킷 교환이 모두 가능하며, 데이터, 음성 및 비디오 전송 지원

 

(3)WAN(wide area network, 원거리 통신망)

- 국가, 대륙 등과 같이 넓은 지역을 연결하는 네트워크
- 거리의 제한은 없으나 다양한 경로를 경유해 도달하므로 속도가 느리고 전송 에러율도 높음
- 장거리 망 사이의 연결을 위한 WAN 구성 방식으로는 전용선, 회선교환망, 패킷교환망이 있음

#전용회선, 회선교환망

- HDLC
serial interface의 기본 encapsulation type
같은 기종 간 synchronous(동기식 전송) serial 연결 시 사용
3계층 프로토콜이 일치해야 함

- PPP
async, sync interface 모두 사용 가능
다른 기종 간 연결 시 사용
multi protocol 지원 NCP(network control protocol)
다양한 옵션 제공 LCP(link control protocol)
인증, 압축, call back, error detect, multilink


#패킷교환망

- X.25
ITU-T 표준화 통신 규약
패킷망에서 DCE(회선 종단장치)와 DTE(데이터 단말장치) 사이에 이루어진 상호 작용을 위한 프로토콜
가변 길이 프레임 전송을 지원하는 프레임릴레이의 근간을 이룸

- frame-relay
안정적인 data망 구축 이후 개발
속도에 초점을 둠
frame 단위 전송이므로 실시간 data 전송이 어려움

- ATM
frame을 cell 단위로 쪼개어 전송
53바이트 : 48바이트의 데이터 + 5바이트의 헤더 정보
실시간 데이터 전송 용이

 

(4) SAN(storage area network)

- 스토리지를 위해 고안된 스토리지 전용 고속 네트워크
- 파이버 채널을 이용하여 구성되는 저장장치 네트워크
- 호스트 컴퓨터의 종류에 구애받지 않고 별도의 연결된 저장장치 사이에 대용량의 데이터를 전송시킬 수 있는 고속 네트워크
- 서버가 클라이언트로부터 받은 파일 I/O 요청을 직접 블록 I/O로 전환하여 SAN에 연결된 스토리질로 전송

 

 

 

 

2. 네트워크 개요

 

(1) LAN토폴로지
- 토폴로지는 호스트 및 장비들의 물리적인 배치 형태

#성형 (star)
- 중앙 컴퓨터에 여러대의 컴퓨터가 허브 또는 스위치와 같은 장비로 연결
- 중앙 집중식 형태로 네트워크 확장이 용이
- 고속의 대규모 네트워크에 적합
- 관리하는 중앙 컴퓨터 고장 시 전체 사용 불가

 

 

 

 

#망형 (full mesh)
- 모든 노드가 서로 1대1로 연결된 형태
- 대량의 데이터 송수신 경우 적합
- 장애 발생 시 다른 시스템에 영향이 적고 우회할 수 있는 경로 존재 = 가장 신뢰도 높음
- 회선 구축 비용이 많이 듦 (노드수=n인 경우 회선수는 n(n-1)/2개)

 

#버스형
- 하나의 통신회선에 여러 컴퓨터를 연결해 전송
- 연결된 컴퓨터 수에 따라 네트워크 성능 변동
- 단말기 추가 및 제거 용이 = 설치 비용 저렴
- 노드 수 추가 시 트래픽 증가로 병목현상 발생, 네트워크 성능 저하 초래
- 문제가 발생한 노드의 위치 파악 어려움

 

 

#링형
- 각 노드가 좌우의 인접한 노드와 연결해 원형을 이룸
- 앞의 컴퓨터로부터 수신한 내용을 다음 컴퓨터에 재전송하는 방법
- 토크패싱 방법을 통해 데이터 전송
- 고속 네트워크로 자주 네트워크 환경이 바뀌지 않는 경우 구성
- 분산 제어와 검사 및 회복 가능
- 네트워크의 전송상 충돌이 없고 노드 숫자가 증가하더라도 망 성능의 저하가 적음
- 논리적은 순환형 토폴로지로 하나의 노드장애가 전체 토폴로지에 영향
- 노드의 추가 및 삭제가 용이하지 않음

 

 

#트리형
- 버스형과 성형 토폴로지의 확장 형태
- 백본과 같은 공통 배선에 적절한 분기 장치(허브, 스위치)를 사용하여 링크를 덧붙여 나갈 수 있는 구조
- 트래픽 양 증가 시 병목 현상 가능성 증대

(2) 매체 접근 제어 방식
- 여러 단말들이 공유 매체 사용에 대한 단말 간 충돌, 경합 발생을 제어하는 것

#CSMA/CD
- 단말기가 전송로의 신호 유무를 조사하고 다른 단말기가 신호를 송출하는지 확인
- 운영 방식은 4단계로 구성
1단계 : 전송을 원하는 호스트는 네트워크 캐리어를 감지해 전송 가능 여부 검사
2단계 : 호스트는 전송이 가능할 경우 전송 시작
3단계 : 충돌이 감지될 경우 잼 신호를 브로드캐스트
4단계 : back-off 알고리즘에 따라 랜덤한 시간이 지난 후에 다시 전송 시도

#토큰 패싱
- 토큰의 흐름에 의해 순서 결정
- 토큰 패싱은 free token과 busy token을 이용해 매체 접근 제어
free token : 회선에 어떠한 데이터를 전송하지 않는 것을 나타내는 제어신호
busy token : 특정 컴퓨터에 의해 데이터가 전송되어 회선을 사용할 수 없는 상태 제어신호
- 운영 방식은 3단계로 구성
1단계 : 송신자는 제어신호가 free token인지 busy token인지 확인
2단계 : free인 경우 송신자는 busy로 변환하고 데이터 전송
3단계 : 송신자는 데이터 전송이 완료되면 busy를 free로 전환 후 데이터 전송 완료