2011. 3 김 형 진 (kim@jbnu.ac.kr) 전북대학교 IT응용시스템공학과 네트워크의 기본 Chapter 03 2011. 3 김 형 진 (kim@jbnu.ac.kr) 전북대학교 IT응용시스템공학과

1-1 컴퓨터 네트워크 정의 컴퓨터 네트워크(computer network) 1. 컴퓨터 네트워크 컴퓨터, 프린터, 스캐너 등의 장치들을 그물 형태와 같이 서로 연결하여 소프트웨어나 데이터베이스를 공유하도록 함으로써 효율적인 작업을 할 수 있도록 도와주는 환경

1-1 컴퓨터 네트워크 정의 성능 신뢰성 보안 1. 컴퓨터 네트워크 데이터를 다른 장치에 전송하려고 하는데 그 시간이 오래 걸리면 작업 처리 등의 시간에 엄청난 장애가 될 것 신뢰성 컴퓨터 네트워크가 자주 이상이 생겨 데이터 전송이 원활하지 않거나 어떠한 장애에 의하여 쉽게 파괴될 경우 많은 문제가 생길 수 있다 보안 만약 데이터 전송 시에 외부의 접근으로부터 보안이 되지 않는다면 귀중한 정보가 밖으로 새나갈 수도 있으며, 바이러스 등으로 인하여 잘못된 데이터들이 전달될 수 있음

1-2 컴퓨터 네트워크 구성 요소 송신자(sender) 수신자(receiver) 메시지(message) 1. 컴퓨터 네트워크 1-2 컴퓨터 네트워크 구성 요소 송신자(sender) 데이터를 보내는 장치로 컴퓨터, 전화기 등 수신자(receiver) 데이터를 수신하는 장치를 말하며 그것은 컴퓨터, 전화기, 프린터, 스캐너 등 메시지(message) 그림, 텍스트, 소리, 동영상 등의 데이터 전송 매체(medium) 송신자가 수신자에게 메시지를 전달하기 위하여 장치 사이를 연결한 것이 전송 매체

1-2 컴퓨터 네트워크 구성 요소 프로토콜(Protocol) 1. 컴퓨터 네트워크 송신자와 수신자가 서로 데이터 통신을 하기 위한 규칙

프로토콜 프로토콜(Protocol)이란 네트워크가 가능하도록 정해놓은 규칙 프로토콜이 성립되었을 경우의 예 2. 통신 프로토콜의 개념 알기 프로토콜 프로토콜(Protocol)이란 네트워크가 가능하도록 정해놓은 규칙 프로토콜이 성립되었을 경우의 예

2. 통신 프로토콜의 개념 알기 프로토콜 프로토콜이 성립되지 않았을 경우의 예

통신 프로토콜의 발전과 표준화 배경 프로토콜은 컴퓨터를 이용해 처음 통신을 시작한 1960년대부터 사용 2. 통신 프로토콜의 개념 알기 통신 프로토콜의 발전과 표준화 배경 프로토콜은 컴퓨터를 이용해 처음 통신을 시작한 1960년대부터 사용 처음에는 IBM사가 제정한 프로토콜인 BSC(Binary Synchronous Communication)와 SDLC(Synchronous Data Link Control)를 많이 사용 이후에 컴퓨터와 통신 관련 제조회사마다 다른 프로토콜이 개발해 사용하다가 많은 혼란이 발생해 1976년에 국제 전신전화 자문위원회(CCITT)에서 여러 프로토콜을 종합하여 권고하고, 국제 표준화 기구(ISO)에서는 OSI 참조 모델을 발표 이 후에도 여러 가지 표준화된 프로토콜을 개발하여 발표하였지만, 인터넷 기술이 발전하면서 프로토콜의 근간인 TCP/IP를 더 많이 사용

통신 프로토콜의 개념 2. 통신 프로토콜의 개념 알기 통신을 원하는 두 개체 간에 무엇을, 어떻게, 언제 통신할 것인지를 서로 약속한 규정 즉, 컴퓨터와 단말기, 또는 컴퓨터 간에 정보 교환을 하기 위하여 사전 에 약속된 통신 규약 여러 계층으로 나눠진 네트워크 구조에서 동일 계층에서 사용하는 표준화된 통신 규약으로, 네트워크 기능을 효율적으로 발휘하기 위한 협정

프로토콜의 기능 단편화(Fragmentation)와 재합성(Assemmbly) 2. 통신 프로토콜의 개념 알기 송신 측에서는 긴 데이터 블록을 전송이 용이하도록 같은 크기의 작은 블록으로 나누어 전송 수신 측에서는 작은 데이터 블록을 재합성하여 원래의 메시지로 복원하는 기능

프로토콜의 기능 캡슐화(Encapsulation) 2. 통신 프로토콜의 개념 알기 각 프로토콜에 적합한 데이터 블록이 되도록 데이터에 정보를 추가 플래그,주소, 제어 정보, 오류 검출 부호 등을 부착하는 기능

프로토콜의 기능 주소지정(addressing) 순서지정(sequencing) 흐름제어(flow control) 2. 통신 프로토콜의 개념 알기 프로토콜의 기능 주소지정(addressing) 하나의 장치가 다른 장치로 데이터를 보내려 할 경우 상대방의 이름을 지정하는 기능을 의미 순서지정(sequencing) 데이터를 순서에 맞게 전달하기 위한 기능 흐름제어(flow control) 전달할 데이터의 양이나 속도를 제어하는 기능을 의미 데이터양이나 통신속도 등이 수신 측의 처리 능력을 초과하지 않도록 조정하는 기능

프로토콜 기능 연결제어(connection control) 오류제어(error control) 2. 통신 프로토콜의 개념 알기 프로토콜 기능 연결제어(connection control) 데이터 전송 시에 연결 설정을 위한 구문, 의미, 시간을 제어하는 기능 오류제어(error control) 데이터 정보 중에 발생 가능한 오류들을 검출하고 복원하는 기능을 의미 동기화(synchronization) 동기화는 두 장치 간 데이터를 전송할 경우의 특정 정보 값을 공유하는 기능 다중화(multiplexing) 다중화는 하나의 케이블에 여러 장치들이 동시에 통신할 수 있는 기능

OSI(Open Systems Interconnection)

3. OSI 모델 OSI 7계층 프로토콜의 구성 국제표준화기구(ISO, International Organization for Standardization)에서 개발한 모델로, 네트워크로 구성된 컴퓨터가 어떻게 데이터를 전송할 것인가에 대한 표준규약 또는 참조 모델 OSI 7계층 프로토콜은 각기 다른 계층 7개로 구성 1계층을 물리 계층(Physical Layer), 2계층을 데이터 링크 계층(Data Link Layer), 3계층을 네트워크 계층(Network Layer), 4계층을 전송 계층(Transport Layer), 5계층을 세션 계층(Session Layer), 6계층을 표현 계층(Presentation Layer), 7계층을 응용 계층(Application Layer)이라고 함 1~4계층인 하위 계층은 전달 기능, 5~7계층은 상위 계층으로 통신 기능

OSI 7계층 상호간의 데이터 전달 원리와 캡슐화 송신 측에서는 최상위 계층(7계층 : 응용 계층)에서 발생한 데이터를 하위 계층으로 차례로 전달 이때, 처음의 데이터에 각 계층에서 전달받은 헤더(Header) 정보를 추가하여 전달 한 단계 낮은 계층에서는 한 단계 높은 계층에서 전달받은 데이터(헤더1+데이터)를 데이터 하나로 취급하여 앞에 새로운 헤더를 추가해(헤더 2+헤더 1+데이터) 한 단계 낮은 계층으로 전달 마지막으로 최하위 계층(1계층 : 물리 계층)에 도달 송신 측에 있는 최하위 계층의 데이터는 원래 데이터에 헤더를 여러 개 씌운 형태인데, 원래 데이터에 헤더를 씌우는 과정을 캡슐화(Encapsulation) 송신 측 최하위 계층에서는 이 데이터를 전기 신호로 변환한 후 전송매체를 이용하여 중계기(또는 교환기)를 거쳐 수신 측의 1계층(물리 계층)으로 전송 수신 측의 1계층에 있는 데이터도 헤더를 여러 개 씌운 형태인데, 각 계층의 헤더에 해당되는 부분을 벗긴 후 최상위 계층으로 전달 수신 측에서 각 계층의 헤더를 벗기는 과정을 캡슐해제(Decapsulation) 캡슐화와 캡슐해제 과정을 거쳐 송신 측의 최상위 계층에서 보낸 원래의 데이터(헤더가 없는 데이터)를 수신 측의 최상위 계층(7계층 : 응용 계층)으로 정확하게 전달

3. OSI 모델

3. OSI 모델 OSI 7계층 프로토콜에서의 통신 기능

3. OSI 모델 OSI 7계층의 기능 및 역할

OSI(Open Systems Interconnection) 물리 계층(physical layer) 실제 장치들을 연결하기 위해 필요한 전기적, 물리적 세부 사항들을 정의 데이터 링크 계층(data link layer) 포인트 투 포인트(point to point) 사이에 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층 네트워크 계층(network layer) 여러 개의 노드를 거칠 때마다 경로를 찾아주는 역할을 하는 계층 전송 계층(transport layer) 전송 계층은 양 끝단(end to end)의 사용자들이 신뢰성 있는 데이터를 주고받을 수 있도록 해 주는 계층

OSI(Open Systems Interconnection) 세션 계층(session layer) 양 끝단의 응용 프로세스가 통신을 관리하기 위한 방법을 제공 표현 계층(presentation layer) 문법 계층이라고도 하며 운영체제의 한 부분으로 입력 또는 출력되는 데이터를 하나의 표현 형태에서 다른 표현 형태로 변환하는 계층 응용 계층(application layer) 응용 프로세스와 직접 관계하여 일반적인 응용 서비스를 수행하는 계층

OSI(Open Systems Interconnection)

전송 계층의 양대 산맥 UDP와 TCP TCP(Transmission Control Protocol) 3. OSI 모델 쪼개어진 데이터의 흐름을 관리하고, 데이터가 정확한지 확인하는 역할을 담당

전송 계층의 양대 산맥 UDP와 TCP UDP(User Datagram Protocol) 3. OSI 모델

전송 계층의 양대 산맥 UDP와 TCP TCP vs. UDP TCP UDP 연결상태 연결형(연결이 성공해야 통신 가능) 3. OSI 모델 전송 계층의 양대 산맥 UDP와 TCP TCP vs. UDP TCP UDP 연결상태 연결형(연결이 성공해야 통신 가능) 비연결형(연결 없이 통신 가능) 신뢰성 신뢰성 있는 데이터 전송 (데이터를 재전송함) 비신뢰적인 데이터 전송 (데이터를 재전송하지 않음) 통신형태 1:1 통신(unicast) - 1:1 통신(unicast) - 1:N 통신(broadcast) - M:N 통신(multicast)

4. 네트워크 장치 네트워크 장치

4. 네트워크 장치 4-1 리피터 리피터(repeater) 물리 계층에서만 작동하는 장치 주된 기능은 신호의 증폭

4-2 허브 허브(hub) 4. 네트워크 장치 리피터와 마찬가지로 물리 계층에서 작동 하나의 네트워크 안에 여러 장치들을 연결해 주는 역할을 담당 더미 허브 (dummy hub) 한 선의 입력 신호를 다른 선들에 그대로 전달 스위칭 허브 (switching hub) 더미 허브의 기능에 목적지 주소에 해당하는 선으로 입력 신호를 전송할 수 있는 기능을 추가

4-3 브리지 브리지(bridge) 4. 네트워크 장치 물리 계층 및 데이터 링크 계층의 연결 기능을 제공하는 기기 데이터를 전송할 때 주소를 확인하고 판단하여 접속을 수행

4-4 스위치 스위치(switch) 4. 네트워크 장치 데이터 링크 계층에서 작동하는 통신 기기로 네트워크를 작게 분할하여 정체가 되는 구역을 줄여주는 장치

4-5 라우터 라우터(router) 4. 네트워크 장치 동일한 프로토콜을 사용하는 네트워크를 연결하는 장치로 데이터 링크에서 사용하는 브리지와 비슷하다. 전달하고자 하는 데이터에 포함된 수신처의 주소를 읽고 해당 주소로 향하는 가장 최적의 경로를 이용하여 전송하는 장치다.

4-6 게이트웨이 게이트웨이(gateway) 4. 네트워크 장치 프로토콜이 전혀 다른 네트워크 간을 연결하여 통신을 가능하게 해주는 장치 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층 간을 연결하여 메시지 형식 변환, 주소 형식 변환, 프로토콜 변환 등의 기능을 수행

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