1 네트워크 역사와 종류

학습목표 네트워크의 발전 과정을 이해한다. 네트워크의 종류와 특성을 이해한다. 내용 네트워크의 역사 네트워크의 종류

네트워크의 역사 네트워크 유선 통신의 시작(1) 현재‘지역적으로 분산된 위치에서 컴퓨터 시스템 간에 데이터 통신을 하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어들의 집합’으로 정의 유선 통신의 시작(1) 1800년경 볼타가 최초로 전지 발명 이후 전선을 통해 신호를 보내는 방법을 연구하기 시작하여, 사무엘 모스(Samuel Finley Breese Morse, 1791-1872)가 처음 실질적인 연구 성과를 냄 1832년 모스는 알파벳 문자에 대해 점과 대시 사용(모스 부호: 전기 충격의 단부호와 장 부호 및 이들 간의 간격으로 점과 대시 전송) 1843년 모스는 워싱턴에서 볼티모어까지 성공적으로 가설. 1844년 5월 24일 금요일 전송한 첫 번째 공식 메시지는 ‘하나님의 행하신 일이 어찌 그리 크뇨.(민수기 23:23)’ [그림 1-1] 사무엘 모스

네트워크의 역사 유선 통신의 시작(2) 1876년에 알렉산더 그레이엄 벨(Alexander Graham Bell, 1847-1922)이 음성을 전달 할 수 있는 전화기 개발 1876년 3월 알렉산더 그레이엄 벨은 미국 특허청에 전화를 특허로 등록. 1877년 1월 30일에는 상자 모양을 갖춘 첫 전화기가 등장하여 그 해에만 600여대의 전 화가 교환국 없이 개별 선으로 연결. 알렉산더 그레이엄 벨이 유럽에 전화기를 소개하고 빅토리아 여왕 앞에서 전화기 시연 [그림 1-3] 알렉산더 그레이엄 벨

네트워크의 역사 무선 통신의 시작(1) 1864년 제임스 클럭 맥스웰(James Clerk Maxwell, 1831-1879)은 전자기파가 대기 중에서 전파된다고 처음 예측 패러데이(Michael Faraday)의 고찰에서 출발하여 유체역학적 모델을 써서 수학적 이론을 완성 하고, 유명한 전자기장의 기초 방정식인 맥스웰방정식(전자기방정식)을 도출하여 전자기파의 존 재를 증명. 전자기파의 전파 속도가 광속도와 같고 횡파라는 사실도 밝힘으로써 빛의 전자기파설 기초 세움 1888년 하인리히 루돌프 헤르츠(Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894)가 실험을 통해 라디오파를 주고받음으로써 전파의 실제 존재 입증 [그림 1-4] 제임스 클럭 맥스웰 [그림 1-5] 하이리히 루돌프 헤르츠

네트워크의 역사 무선 통신의 시작(2) 1894년 마르코니는 볼로냐 근처에 있는 아버지의 영지에서 간단한 도구로 실험 1899년 9월 마르코니는 아메리카컵 요트 경기의 진행 상황을 뉴욕시의 신문사로 보고 하기 위해 두 척의 미국 배에 장치를 함. 이것이 성공하자 전 세계가 열광하고 이는 미국 마르코니회사의 설립으로 이어짐 1901년 12월 마르코니는 잉글랜드 콘월의 폴두로부터 대서양을 건너 전달된 신호를 뉴 펀들랜드 세인트존스에서 수신하는 데 성공. 마르코니는 무선 전신을 발전시킨 공로로 1909년 노벨 물리학상을 수상 [그림 1-6] 굴리엘모 마르코니

네트워크의 역사 컴퓨터 통신의 시작(1) 벨 텔레폰 연구소의 조지 스티비츠(George Stibitz)가 전화 교환(relay) 회로를 ‘산술 기 기’로 발전시킨 모델(Model)-K 기기 개발 CNC는 입력기(타이프라이터)가 본체와 따로 떨어져 전화선으로 데이터를 주고받을 수 있었는데, 이런 원격 데이터 통신 방식은 이후 모뎀, 시분할 시스템, 컴퓨터 네트워크 기 술로 발전 1940년 스티비츠는 원격 타이프라이터를 뉴 햄프셔의 다트무스 대학으로 가져와 뉴욕 의 CNC와 전화선으로 연결해 데이터를 입력하는 과정 시연→네트워크 컴퓨팅의 효시 1958년 벨 연구소에서 최초의 상업용 모뎀인 데이터폰 개발 컴퓨터의 디지털 데이터를 전화선으로 전송할 수 있도록 아날로그 신호로 바꿔주는 모뎀은 전 세 계에 보급되면서 컴퓨터 원거리 통신의 효율성을 높여줌. 당시 모뎀의 속도는 초당 300비트 정도 1964년 미국 국방부는 군사 작전 수행을 위한 고성능 컴퓨터를 개발하려는 목적으로 ARPA에 커맨드&컨트롤 리서치(Command & Control Research)라는 부서 설립. 첫 번 째 디렉터였던 J.C.R. 리클라이더(Licklider)의 노력으로 컴퓨터 과학 연구를 위한 IPTO(Information Processing Techniques Office)로 재탄생 리클라이더와 이반 서덜랜드(Ivan Sutherland)의 뒤를 이어 IPTO 디렉터로 부임한 로 버트 타일러(Robert Taylor)는 상부로부터 100만 달러의 예산을 확보하고 1965년 세 계 최초의 컴퓨터 네트워크 개발에 착수→1969년 오늘날 인터넷의 모태가 ARPANET 개발

네트워크의 역사 컴퓨터 통신의 시작(2) 1965년에는 최초의 장거리 컴퓨터 통신이 이루어짐(MIT 링컨 연구소의 TX-2가 캘리 포니아 산타 모니카 SDC의 Q-32 컴퓨터와 전화선으로 직접 통신). 1200bps 모뎀과 전용 전화선으로 연결된 두 대의 컴퓨터는 패킷 스위치를 이용하지 않고 장거리 데이터 통신을 시도한 실험적 사례 ARPA가 처음 시도한 장거리 컴퓨터 통신망(WAN, Wide Area Network)으로 기존의 방대한 전 화망을 이용해 컴퓨터 네트워크를 구축하려고 함 전화선의 회선 스위칭 시스템을 이용한 장거리 컴퓨터 통신은 너무 느리고, 비싸고, 비효율적. 이 때 ARPA가 구축한 통신망의 최고 속도는 2000bps TX-2와 SDC Q-32 네트워크 구축을 제안한 심리학자 톰 마릴(Tom Marill)은 컴퓨터 간의 메시지 전달 과정을 처음 ‘프로토콜(protocol)’이라고 부름. 컴퓨터가 메시지를 전달하고, 메시지가 제대로 도착했는지 확인하며, 도착하지 않았을 경우 메시 지를 재전송하는 일련의 방법을 가리켜 ‘기술적 은어’라는 뜻으로 프로토콜이라 부름 1967년 ARPA는 ACM(Association for Computing Machinery) 모임에서 각 호스트 를 IMP(Interface Message Processor)라는 특정 컴퓨터에 연결하고, IMP를 서로 연 결하는 ARPANET 아이디어 제안(IMP는 현재의 라우터 개념과 유사) 1969년 4개의 노드(UCLA, UCSB, SRI, UU)를 네트워크로 구성하고, NCP(Network Computer Protocol)라는 프로토콜을 호스트 간 통신에 사용

네트워크의 역사 컴퓨터 통신의 시작(3) 1971년 레이 톰린슨(Ray Tomlinson)이 전자 메일 프로그램을 만듦. 톰린슨이 전자 메 일에 @를 넣었고 지금도 이 방식에 따라 아이디 뒤에 @를 넣고 있음 1972년 빈트 서프(Vint Cerf)와 밥 칸(Bob Kahn)은 네트워크를 통해 패킷을 전송하는 중계 하드웨어 역할을 하는 게이트웨이(gateway)를 개발 1973년 빈트 서프는 로버트 칸과 함께 TCP/IP 프로토콜과 인터넷 구조 설계 [그림 1-7] 빈트 서프 [그림 1-8] 밥 칸

네트워크의 역사 컴퓨터 통신의 시작(3) 호스트 컴퓨터와 터미널로 구성되는 네트워크는 IBM의 SNA(System Network Architecture) 망이 최초 1960년대 개념이 발표되고 1974년 최초의 SNA 제품이 출시 계층 구조의 메인 프레임과 호스트에 수많은 더미 터미널을 붙이는 방식을 취함 1974년 제록스(Xerox)가 이더넷(Ethernet)을 개발 이더넷은 네트워크 구조를 호스트-터미널 구조에서 오늘날과 같은 클라이언트-서버 구조로 전환 하는 역할 1979년 유즈넷(Usenet) 탄생 1981년 유닉스(UNIX) 운영체제에 TCP/IP가 포함되어 배포 시작. TCP/IP가 ARPANET의 공식 프로토콜이 됨 1983년 군사용 MILNET과 군사용이 아닌 ARPANET으로 분리

네트워크의 역사 컴퓨터 통신의 시작(4) 1983년 존 포스텔(Jon Postel)이 도메인 이름 시스템 개발 1984년 DNS(Domain Naming System)가 구성되어 네트워크가 폭발적으로 확장. 1990년에는 ARPANET이 해체되고 NSFNET이 만들어짐. 1989년 3월 버너스-리(Berners-Lee)라는 CERN(유럽 핵물리연구소)의 물리학자가 웹(Web) 개념 제안. 1990년에 동료 로버트 카이유(Robert Cailliau)와 함께 개정된 개 념 소개. 기본 개념은 서로 다른 컴퓨터끼리 정보를 공유하고 서로 링크되어 찾기 쉽도 록 하이퍼텍스트(hypertext) 형태의 서비스를 도입하자는 것 [그림 1-9] 존 포스텔

네트워크의 역사 국내 인터넷의 역사 1982년 서울대와 KIET(전자통신 연구소의 전신)가TCP/IP로SDN 시작 1983년 미국으로UUCP 다이얼 업(dial-up) 연결 1984년 유럽으로X.25를 이용한UUCP 연결 1987년 교육 연구 전산망 추진 위원회 구성 1988년 연구 전산망 기본 계획 확정, 교육망이 BITNET과 연결 1990년HANA/SDN이 인터넷에 56Kbps로 연결 1991년 연구 전산망이 인터넷에 56Kbps로 연결 1993년HANA/SDN이 56Kbps에서 256Kbps로 확충 1994년 한국통신, 데이콤에서 인터넷 상용 서비스 시작 1995년 INET, 나우콤에서 인터넷 상용 서비스 시작 1995년 초고속 정보통신망 구축 사업 시작 1996년 7천 이상의 호스트 컴퓨터가 연결됨 1997년 한국 인터넷 협회 설립 1998년 초고속 정보 통신망 구축 사업 1단계 완료 2000년 각종 초고속망 구축 기술로 각종 초고속망 서비스가 이루어짐(하나로, 두루넷, 드림라인, 신비로) 2001년 초고속 광 전송망 구축(155Mbps~40Gbps) 2002년 서울대, 한국전자통신연구원(ETRI) 등이 참여하여 IPv6 활성화를 위한 프로젝트 시작 2004년 한국 인터넷 이용자 수 3천만 명 돌파 2005년 한국 IPv6 주소 보유율 세계 3위로 평가됨

데이터 전송 방식에 따른 네트워크 분류 회선 교환망(Circuit Switched Network) 통신 전에 물리적인 연결로 전용 통신 선로를 설정하여 통신이 끝날 때까지 연결을 독점 적으로 사용하는 방식 대표 예는 전화망으로, 거미줄처럼 연결된 전화망이 전화를 걸 때 교환기에 의해 다음과 같은 폐쇄 회로가 일시적으로 만들어짐 접속에 상대적으로 긴 시간이 필요하고, 다른 통신 시도를 고려할 필요가 없어 전송 지 연이 거의 없음

데이터 전송 방식에 따른 네트워크 분류 패킷 교환망(Packet Switched Network) 전송하고자 하는 정보를 패킷이라는 작은 단위로 나눔 패킷마다 발신지와 수신지의 주소를 넣어 패킷 교환망에 보내면, 패킷 교환기가 그 주소 를 보고 최종 목적지까지 전달 회선 교환망처럼 통신 경로가 통신 시에 확정되지 않음→각 패킷은 네트워크 상태에 따 라 여러 경로를 통해 전송될 수 있음

데이터 전송 방식에 따른 네트워크 분류 셀 교환망(Cell Switched Network) 망 내에서는 프로토콜을 간략화하여 데이터를 셀이라고 부르는 패킷 단위로 전송 셀은 전송에 필요한 최소 기능만을 담당하고, 흐름 제어와 오류 제어는 단말 간에서 처 리하게 함으로써 회선 교환과 같은 고속성을 실현 ATM(Asynchronous Transfer Mode)은 셀 교환망의 대표적인 형태로 헤더 5바이트와 데이터 48바이트로 구성된 셀을 전송하며, 고속 네트워크 전송에 효율적

위상에 따른 네트워크의 분류 버스형(bus topology) 네트워크 통신 회선 하나를 모든 노드가 공유 한 노드에서 전송한 메시지가 모든 노드에 전달(broadcasting) 네트워크를 구성하는 노드 수가 적으면 그다지 문제가 되지 않으나, 노드가 많아지면 노 드 간 통신 시 충돌로 인해 속도가 급격히 떨어진다는 단점이 있음

위상에 따른 네트워크의 분류 스타형(star topology) 네트워크 중앙 제어 노드가 통신의 모든 제어 관리 노드 간의 데이터가 다른 노드에 전달되지 않으며, 중앙 노드가 네트워크 성능 좌우 설치가 용이하지만 중앙 제어 노드가 작동을 못하면 네트워크가 정지되는 단점이 있음

위상에 따른 네트워크의 분류 링형(ring topology) 네트워크 허브/트리형(hub/tree topology) 네트워크 토큰 네트워크가 링형 네트워크의 일종으로, 약간 오래된 대학교의 네트워크 등에서 간 혹 찾아볼 수 있음 네트워크의 한 노드에라도 이상이 생기면 통신망이 정지되고 토큰을 받아야 데이터를 전송할 수 있기 때문에 데이터 전송에 있어 지연 시간이 발생한다는 단점이 있음 허브/트리형(hub/tree topology) 네트워크 버스형의 변형으로 작은 버스형 네트워크 여러 개를 계층적으로 연결한 형태

규모에 따른 네트워크의 분류 LAN(Local Area Network) MAN(Metropolitan Area Network) 일반적으로 300m 이하의 통신 회선으로 연결된 PC 메인 프레임(main frame)과 워크스 테이션의 집합 컴퓨터 사이의 전류나 전파 신호가 정확히 전달될 수 있는 거리, 즉 한 기관의 건물에 설 치된 컴퓨터 장비를 직원들이 가장 효과적으로 사용할 수 있도록 연결된 고속 통신망 1970년대 말에서 1980년대 초, 제록스의 한 연구소에서 이더넷(Ethernet)이라는 컴퓨 터 연결 방법이 처음으로 실용화되었는데, 이는 LAN에 관한 중요한 업적 MAN(Metropolitan Area Network) LAN을 고속의 백본(backbone)으로 묶은 형태로, LAN 수준의 높은 데이터 전송률을 제공 일반적으로 MAN이 가능한 지역은 LAN보다는 크지만, WAN보다는 작음. 보통 도시나 큰 캠퍼스를 네트워크 하나로 서로 연결하는 데 적용 WAN(Wide Area Network) 지리적으로 흩어진 통신망을 의미 LAN과 구별하여 더 넓은 지역에서 구성할 수 있는 통신 구조를 나타내는 용어로 사용 지방과 지방, 국가와 국가, 대륙과 대륙처럼 지리적으로 완전하게 떨진 장거리 지역 사 이를 연결하는 네트워크