4 통신 프로토콜과 표준화, 최근 표준화 협력 방향.

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1 4 통신 프로토콜과 표준화, 최근 표준화 협력 방향

2 통신 프로토콜의 개념과 발전, 표준화 배경을 이해한다. 대표 통신 프로토콜인 OSI 7계층 프로토콜과 참조 모델을 학습한 다.
프로토콜 계층 구조의 개념과 도입 배경, 구성요소를 학습한다. 단편화, 합성화, 재편화 등 프로토콜의 기능과 구문, 의미, 타이밍 등을 학습한다. 표준화의 개념과 필요성, 표준화의 종류, 표준화 기구를 알아본다. 공식 표준화와 사실 표준화, 세계표준협력회의를 알아본다.

3 Section 01 통신 프로토콜과 표준화의 개요
통신 프로토콜의 개념 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

4 Section 01 통신 프로토콜과 표준화의 개요
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

5 Section 01 통신 프로토콜과 표준화의 개요
통신 프로토콜의 발전과 표준화 배경

6 Section 02 대표 통신 프로토콜 ISO의 OSI 7계층 프로토콜과 참조 모델 OSI 7계층 모델의 개요와 목적
ISO의 OSI 7계층 프로토콜은 1977년 국제 표준화 기구(ISO, International Standards Organization) 위원회에서 제정한 표준 네트워크 구조를 위한 개방형 시스템 간  상호접속(OSI, Open Systems Interconnection) 관련 규정 이 모델은 6년 이상 개발되어 1983년에 완성된 X.200으로 알려진 국제적 네트워크 표준 네트워크 구조 : 컴퓨터 네트워크를 구성하기 위해 필요한 컴퓨터 통신 장치 및 단말기 등을 포함한 논리적인 구조 통신 프로토콜은 이들 사이를 연결하고 서로 다른 컴퓨터나 정보통신 시스템간의 연결 및 원활한 정보 교환을 위한 표준화된 절차 프로토콜은 광대역(WAN, Wide Area Network)에서 사용하는 모델로, 시스템 간 상호 접속에 관한 규정을 정의. 또 OSI 규격을 개발하는 범위를 규정한 것이고, 관련 규격의 적합성을 조성하는 공통 기반 구성이기도 함

7 Section 02 대표 통신 프로토콜 OSI 7계층 프로토콜의 구성 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

8 Section 02 대표 통신 프로토콜 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

9 Section 02 대표 통신 프로토콜

10 Section 02 대표 통신 프로토콜 OSI 7계층 프로토콜에서의 통신 기능

11 Section 02 대표 통신 프로토콜 OSI 7계층의 응용 예

12 Section 02 대표 통신 프로토콜 OSI 7계층의 기능 및 역할

13 Section 02 대표 통신 프로토콜 물리 계층의 개념 및 특성
물리 계층은 OSI 참조 모델 중 최하위 계층에 해당하는 1계층 상위 계층에서 내려온 비트열 데이터를 상대편에 전송할 수 있도록 통신기기 사이에 있는 물리적 매체를 이용해 연결을 확립하고, 데이터가 전송되는 동안 연결을 유지하거나 해제하는 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성을 정의 기계적 특성: 시스템과 주변 장치를 연결하려고 정의한 규정 전기적 특성: 상호 접속 규격 중에서 전기적 규격을 정의 기능적 특성: 상호 접속 규격 중에서 상호 교환회로에 대한 규격을 정의 절차적 특성: 데이터를 전송하려고 사건의 흐름 순서를 규정

14 Section 02 대표 통신 프로토콜 물리 계층의 기능
물리 계층은 물리적 연결 상에 비트 단위의 데이터 열을 전송하려고 신호와 부호화, 전송 방식 등을 결정 예를 들어, 송신 측의 물리 계층은 상위 계층에서 0과 1로 구성된 비트열의 데이터를 받아 그것을 전기적 신호로 변환한 후 전송매체를 이용해 수신 측으로 보내고, 수신 측의 물리 계층은 이 전기 신호를 0과 1로 구성된 비트열로 복원하여 상위 계층에 전달 전송 방식으로 반이중 또는 전이중 방식, 전송 모드로 동기 또는 비동기 모드 선택 가능

15 Section 02 대표 통신 프로토콜 데이터 링크 계층(Data Link Layer)
OSI 참조 모델에서 하위 계층인 2계층 두 시스템 사이에서 오류 없이 정보 데이터를 전송하려고 상위 계층(네트워크 계층)에서 받은 비트열의 데이터로 프레임을 구성하여 하위 계층(물리 계층)으로 전달 데이터 링크 계층의 대표 기능 : 노드-대-노드 전달, 주소 지정, 전송 제어, 흐름 제어, 오류 제어, 동기화

16 Section 02 대표 통신 프로토콜 데이터 링크 계층(Data Link Layer)

17 Section 02 대표 통신 프로토콜 노드 대 노드 전달 이웃 노드 간의 데이터 링크를 설정하는 기능
특히, 전송할 데이터 앞에는 헤더(Header), 뒤에는 트레일러(Trailer)를 추가하여 하위 계층(물리 계층)으로 전달 이때, 헤더와 트레일러에는 발신지 주소와 목적지 주소 등 정보가 들어 있음 수신 측의 데이터 링크 계층에서는 이 헤더와 트레일러를 삭제한 후 수신 측의 네트워크 계층으로 전달

18 Section 02 대표 통신 프로토콜 전송 제어 방식
컴퓨터와 컴퓨터 사이나 단말기와 컴퓨터 사이에서 정확하게 정보를 송수신하려고 미리 약속해 놓은 규정 데이터 송수신, 회선 접속과 상대방 확인 등 데이터를 올바르게 전송하는 일련의 절차

19 Section 02 대표 통신 프로토콜 전송 제어 절차의 특징 문자나 비트에 관계없이 전송 가능
연속적으로 전송하고 일괄적으로 응답하는 게 원칙이므로 전송 능력이 향상 전이중 방식으로 통신할 때는 역방향으로도 응답할 수 있으므로 전송 능력을 향상 가능 오류 검출 능력 향상 회선 제어는 전용회선과 교환회선에서 제어하는 방식이 서로 다름 [표 4-2]처럼 교환회선에서는 5단계, 전용회선에서는 3단계로 제어

20 Section 02 대표 통신 프로토콜 전송 제어 절차
회선 접속(1단계) : 정보를 전송하기 전 단계로, 회선 접속이 필요함. 모뎀이나 DSU 등의 상태를 데이터 전송이 가능한 단계까지 만들어 줌 데이터 링크 확립(2단계) : 데이터의 송수신이 가능하도록 경로를 구성하는 단계. 데이터 링크를 확인하는 방법에는 폴링과 선택이 있는데, 폴링은 단말기에서 컴퓨터로 데이터를 전송하는 데 사용. 선택은 컴퓨터가 특정 단말기를 지정하여 데이터를 전송하는 데 사용하며, 데이터 앞에 특정 단말기를 지정하는 제어문자를 포함하여 전송 정보 전송(3단계) : 데이터 링크가 확립되면 정보를 전송하기 시작한다. 전송로에서 발생한 오류를 검출한 뒤 그것을 정정하도록 제어하면서 정보를 전송 데이터 링크 해제(4단계) : 데이터의 전송이 종료되면 그 내용을 수신 측에 통보. 전송의 끝을 알려주는 EOT(End Of Transmission)를 문자로 보내며, 국(Station) 간의 논리적 연결을 절단하여 해제 회선 절단(5단계) : 연결된 회선을 절단

21 Section 02 대표 통신 프로토콜 전송 제어 절차의 예

22 Section 02 대표 통신 프로토콜 흐름 제어 회선 양측 시스템들의 처리 속도가 다른 경우에 데이터의 양이나 통신 속도가 수신측의 처리 능력을 초과하지 않도록 조정하는 기능 송신 측이 수신 측보다 느릴 때는 문제되지 않지만, 빠르면 수신 측의 한정된 버퍼가 이를 제대로 처리하지 못하거나 버리는 상황이 발생하므로 이를 해결하기 위한 흐름 제어가 있어야 함 흐름 제어 방식: 정지 대기(stop-and-wait) 방식과 슬라이딩 윈도우(sliding window) 방식

23 Section 02 대표 통신 프로토콜 정지 대기(stop-and-wait) 방식
데이터를 전송할 때 송신 측에서는 한번에 프레임 1개만 전송 수신 측에서는 다음 프레임을 맞게 전송하였는지 결정하여 송신 측에 통보 흐름 제어 방식 중 가장 간단하며, 프레임을 몇 개의 큰 단위로 전송할 때 효율적 하지만 오류를 쉽게 발견하고 유리하게 재전송하려고 큰 블록의 데이터를 잘게 나눠서 내보내므로 그리 효율적인 방식은 아님 오류를 복구할 때는 정지 대기 방식과 하나의 메커니즘으로 구현 슬라이딩 윈도(Sliding Window) 방식 데이터를 전송할 때 송신 측에서는 한번에 윈도 크기만큼 프레임을 연 속해서 전송할 수 있으며, 수신 측에서는 적절한 간격으로 이 윈도 크기의 개수만큼 크기를 조절하여 송신 측에 통보 흐름 제어 방식 중에서 가장 대표적인 방식 오류를 복구할 때는 연속적 ARQ 방식과 하나의 메커니즘으로 구현

24 Section 02 대표 통신 프로토콜

25 Section 02 대표 통신 프로토콜 슬라이딩 윈도 방식의 동작 개념과 그 예
n개를 수신할 수 있도록 수신 측 DTE에 버퍼를 할당함으로써 송신 측 DTE가 ACK 신호를 기다리지 않고도 프레임을 n개 전송할 수 있음 각 프레임에는 순서 번호(Sequence Number)가 할당되며, 수신 측 DTE가 ACK 신호(수신 측에서 받을 프레임의 순서 번호가 포함된 ACK)를 전송하므로 송신 측 DTE에서는 이 프레임의 순서 번호를 기 준으로 해당하는 프레임을 전송 프레임의 순서 번호는 크기가 제한됨. k비트일 때 순서 번호의 범위는 0부터 2k-1까지임. 그 이후부터는 다시 0값부터 시작함. 이때, 2k-1을 윈도의 크기라 함. 예를 들어, 3비트 필드면 0부터 23-1의 값인 7까지 가 범위가 되고, 그 이후부터는 다시 0값부터 시작

26 Section 02 대표 통신 프로토콜 3비트의 순서 번호와 윈도 크기를 7로 가정했을 때 슬라이딩 윈도 방식으로 동작하는 과정

27 Section 02 대표 통신 프로토콜 3비트의 순서 번호와 윈도 크기를 7로 가정했을 때 슬라이딩 윈도 방식의 윈도 상태 변화

28 Section 02 대표 통신 프로토콜 오류 제어 물리 계층에서는 데이터를 주고받기만 할 뿐 오류 여부는 검사하지 못함  오류를 검출하여 수정·처리하는 기능은 데이터 링크 계층에서 담당 오류 발생 원인과 발생 장소 • 통신 회선의 순간 절단 현상 • 통신 회선의 잡음, 감쇠, 혼선, 군 지연, 찌그러짐, 펄스성 잡음, 에코 현상 • 장치의 기계적/구조적 원인 • 전원의 중단 등 전기적 원인

29 Section 02 대표 통신 프로토콜 오류 제어방법 오류 무시 반향(Echo) 검사 방법
검출 후 재전송(ARQ, Automatic Repeat reQuest) 전진 오류 수정(FEC, Forward Error Correction)

30 Section 02 대표 통신 프로토콜 전진 오류 수정 반향(Echo) 검사 방법
영문 텍스트나 숫자가 포함되지 않은 간단한 문자 전송 등 그다지 중요하지 않은 데이터를 취급하는 데이터 통신에서 사용 반향(Echo) 검사 방법 루프(Loop) 방식이라고도 하며, 전송한 데이터와 수신한 데이터를 서로 비교하여 판단하는 방식으로, 주로 컴퓨터와 단말기 사이에 널리 이용 수신 측이 수신한 데이터를 송신 측에서 다시 전송받아 원래 데이터와 비교하는 궤환 전송 방식과 송신 측에서 두 번 이상 연속해서 전송하여 수신 측에서 이 데이터를 상호 비교해 보는 연속 전송 방식이 있음

31 Section 02 대표 통신 프로토콜 검출 후 재전송(ARQ, Automatic Repeat reQuest)
오류가 발생하면 수신 측은 송신 측에 오류가 발생한 사실을 알리고 송신 측에 오류가 발생한 프레임을 재전송할 것을 요구 송신 측에 전송 중인 프레임을 기억할 버퍼가 필요하며, 버퍼의 크기는 프레임의 크기와 개수로 결정 후진 오류 수정(BEC, Backward Error Correction) 방식 또는 자동 반복 요청 방식이라고도 함 전진 오류 수정(FEC, Forward Error Correction) ARQ 방식과 달리 수신 측에서 오류가 있음을 발견하면 해당 오류를 검출할 뿐만 아니라 오류를 수정할 수 있도록 중복 비트를 활용함 자기 정정 방식이라고도 함

32 Section 02 대표 통신 프로토콜 전진 오류 수정(FEC, Forward Error Correction) 방식과
검출 후 재전송 (ARQ, Automatic Repeat reQuest) 방식

33 Section 02 대표 통신 프로토콜 정지 대기(Stop and Wait) ARQ 방식 형대가 가장 단순한 ARQ
송신측에서 전송한 하나의 블록에 대해 수신측에서 오류의 발생을 점검하고 ACK(Acknowledgement)나 NAK(Negative Acknowledgement)를 보내올 때까지 기다리는 방식 즉, 수신측으로부터의 응답을 받아야 전송하는 방식 전송 효율이 다른 방식에 비해 떨어지는 단점

34 Section 02 대표 통신 프로토콜 연속적(Continuous) ARQ 방식 Go-Back N ARQ 방식
송신 측에서는 프레임을 연속해서 송신하고, 수신 측에서는 오류가 발생하면 송신 측에 NAK와 함께 오류 프레임 번호를 통보 송신 측에서는 수신한NAK에서 오류가 발생한 프레임 번호를 확인한 후 해당 프레임부터 나머지 프레임까지 계속 송신

35 Section 02 대표 통신 프로토콜 선택적(Selective) ARQ 방식
송신 측에서는 프레임을 연속해서 송신하고, 수신 측에서는 오류가 발생하면 송신 측에 NAK와 함께 오류 프레임 번호를 통보 송신 측에서는 수신한 NAK에서 오류가 발생한 프레임 번호를 확인한 후 해당 프레임만 다시 전송 정상적인 프레임도 재전송하는 문제점이 있는 Go-Back N ARQ 방식의 단점을 오류가 발생한 프레임만 재전송하도록 개선한 것 그러나 송신 측에서 오류가 발생한 프레임을 재전송할 때까지는 그 다음 프레임을 저장할 기억장소와 재전송한 프레임을 다시 삽입할 수 있는 논리회로가 수신 측에 있어야 하고, 송신 측에서도 재전송하려면 전송 순서와는 다른 프레임을 전송할 수 있는 논리회로가 있어야 하는 단점  실제로는 Go-Back N ARQ 방식을 더 많이 사용

36 Section 02 대표 통신 프로토콜 적응적(Adaptive) ARQ 방식
전송 효율을 최대한 높이려고 데이터 블록의 길이를 동적으로 변경시켜 전송 [그림 4-20]처럼 수신 측이 송신 측에서 수신한 데이터 블록을 감지하고 오류 발생률을 판단하여 송신 측에 오류 발생률을 통보하면 송신 측은 통신회선의 오류 발생률이 낮으면 긴 프레임을, 높으면 짧은 프레임을 전송함 이 방식은 통신회선의 사용률을 극대화 하지만 전송 효율을 높여주는 장점에도 제어회로가 복잡하고, 블록 길이를 변경하 면 채널 대기 시간이 생긴다는 단점 때문에 통신 프로토콜에서는 잘 활용하지 않음

37 Section 02 대표 통신 프로토콜 오류 검출 코드를 사용하는 방식
패리티 검사 방식, 블록 합 검사 방식, 순환 중복 검사 방식 패리티 비트 검사(Parity Bit Check) 방식: 전송되는 문자마다 패리티 비트를 하나씩 추가해 짝수나 홀수 여부를 검사하는 방법으로 오류 검출 정보 비트 수가 적고, 오류가 발생할 확률이 낮을 때 사용 비동기 전송이나 문자 지향 동기 전송에 적합한 방식 7이나 8비트로 구성되는 문자에 패리티 비트를 추가 오류 비트가 홀수 개 발생하면 오류를 검출하기 쉬우나, 짝수 개 발생하면 오류를 검 출하기 어렵다는 단점 패리티 비트 검사 방식 : 홀수 패리티 방식과 짝수 패리티 방식으로 분류 홀수 패리티 방식 : 패리티 비트를 포함한 전송문자 1의 비트 수를 항상 홀수 개로 유지 짝수 패리티 방식 : 패리티 비트를 포함한 전송문자 1의 비트 수를 항상 짝수 개로 유지

38 Section 02 대표 통신 프로토콜 블록 합 검사(block sum check) 방식
수평 패리티 검사와 수직 패리티 검사로 구분 • 수평 패리티 검사 : 각 문자에 생성되는 패리티 비트를 검사 • 수직 패리티 검사 : 각 칼럼 내의 비트를 모듈로 가산하여 얻어지기 때문에 프레임 내의 마지막 문자가 블록 합 검사 비트 검사의 단점인 짝수 개의 오류 비트를 검출할 수 있으나 오버 헤드가 심함

39 Section 02 대표 통신 프로토콜 순환 중복 검사(CRC, Cyclic Redundancy Check) 방식
집단 오류에서 오류 검출 기능을 제공하려고 다항식 코드를 사용하여 오류 검사 각 문자마다 부가(중복) 비트를 붙일 필요는 없으나, 프레임의 실제 내용으로 계산하는 프레임 검사 순서(FCS, Frame Check Sequence)를 프레임의 끝에 추가하여 전송 FCS를 블록 검사 순서(BCC, Block Check Sequence)라고도 함 동기식 전송에 많이 사용되며, 몇 개의 비트를 연속해서 틀리는 버스트 오류(burst error)와 비트가 불규칙하게 틀리는 랜덤 오류(random error) 등을 검출할 수 있어 많은 프로토콜에서 활용

40 Section 02 대표 통신 프로토콜 오류 정정 코드를 사용하는 방식
오류 정정 코드를 사용하는 한가지 방식인 해밍 부호 검사 1비트의 오류를 검출하여 자동으로 정정해 주는 코드 3개의 검사 비트를 추가하여 오류를 적게 하며, 비트 2개 이상을 검출 정정하려면 더 많은 비트(상황 비트)가 필요 처리 속도가 빠르므로 실시간 처리에 적합하고, 오류 검출뿐만 아니라 정정도 가능 중복 비트가 많이 필요해 전송 효율이 낮고 계산량이 많이 요구된다는 단점

41 Section 02 대표 통신 프로토콜 국제 표준의 오류 검출과 오류 제어 방식

42 Section 02 대표 통신 프로토콜 오류율 공식
오류율은 전송매체로 인해 발생한 오류의 총합을 전송 정보의 총합으로 나눈 값 비트 오류율, 문자 오류율, 블록 오류율이 있음

43 Section 02 대표 통신 프로토콜 동기화 데이터를 정확하게 송수신하려면 서로 간에 동기가 잘 맞아야 함
송신 측은 데이터를 한 번에 1비트씩 전송하므로 수신 측에서는 수신된 비트열에서 한 글자 또는 블록의 시작과 끝을 알아야 함 따라서 송수신 측에는 각 비트의 전송률과 전송 시간, 간격 등을 규정하는 약속이 있는데, 이런 동기화는 데이터통신시스템에서는 꼭 필요한 부분 즉, 송신 측에서는 비트를 구별하여 전송하는 데이터가 필요하며, 이런 데이터를 동기 정보라고 함 수신 측에서 이 동기 정보를 얻는 방법으로 비동기식 전송과 동기식 전송

44 Section 02 대표 통신 프로토콜 데이터 링크 프로토콜의 종류
문자 지향(character-oriented) 프로토콜과 비트 지향(bit-oriented) 프로토콜로 분류. 문자 지향 방식은 데이터를 문자 단위로 전송. 비트 지향 방식은 비트 단위로 전송 예를 들면, 문자 단위로 전송하는 경우에 제어 문자(프레임의 시작과 끝, 또는 여러 가지 제어 기능을 수행하는 제어 문자)를 이용 대표적인 문자 지향 프로토콜에는 Kermit과 BSC. 비트 지향 프로토콜에는 ISO의 HDLC, CCITT의 X.25 LAPB, LAPD, LAPF 등

45 Section 02 대표 통신 프로토콜 데이터 링크 프로토콜의 종류
기본형(BSC, Basic Synchronous Communication) 절차: IBM에서 개발하였으며, 문자를 전송하려고 컴퓨터와 단말기 사이에서 일정한 전송 제어문자를 사용하여 오류 없이 전송해 주는 프로토콜 하이 레벨 데이터 링크 제어(HDLC, High Level Data Link Control) 절차: IBM의 SDLC 프로토콜을 토대로 OSI에서 개발하였으며, 고속으로 전송할 수 있고 신뢰성이 높음. X.25나 ISDN의 D채널 방식 등에 이용. CCITT에서는 이것과 거의 유사한 LAPB(Link Access Procedure Balanced)를 개발하여 X.25 패킷 교환망 표준 중 일부에 채택하여 사용함. 즉, HDLC는 가장 대표적인 데이터 링크 프로토콜 중 하나임 다중 링크 절차(MLP, Multi Link Procedure): 단말 장치나 컴퓨터 등 인접한 국 사이에서 여러 통신회선을 이용하여 대량의 데이터를 고속으로 전송하는 신뢰성이 높은 프로토콜로, ISO7478 규격에 규정

46 Section 02 대표 통신 프로토콜 HDLC의 구성요소
국(station) - 개방시스템에서 HDLC 절차를 실행하는 부분으로, 데이터를 제어하는 명령을 전송하고 응답함 프레임(frame) - HDLC의 국 상호 간에 주고받는 정보의 기본 단위로 다음과 같이 구성 플래그(flag) : 8 비트며, 동기화에 사용 주소(address) : 1개 이상의 8비트로, 전송할 목적지 주소를 가리킴 정보 프레임(control) : 8또는 16비트 실제 데이터(data) : 가변 프레임 검사 순서(FCS, Frame Check Sequence) : 16 또는 32비트, 오류 검출 등에 사용 HDLC의 동작 절차 : 3단계(초기화, 데이터 전달, 연결 해제)로 구성되며, 두 국 간에 정보 프레임을 교환하여 구성

47 Section 02 대표 통신 프로토콜 네트워크 계층(Network Layer) OSI 참조 모델에서 하위 계층인 3계층
통신 노드에서 다양한 경로를 설정하고, 메시지 등을 라우팅하며, 망 노드 간에 트래픽을 제어 논리적 링키를 구성하여 송신 측에서 수신 측으로 데이터를 안전하게 전달 시스템간에 안전하게 데이터를 전송하려고 상위 계층(전송 계층)에서 전달받은 데이터로 패킷을 구성하여 하위 계층(데이터 링크 계층)으로 전달

48 Section 02 대표 통신 프로토콜 네트워크 계층(Network Layer)의 기능
경로 배정과 중계(Routing & Relaying) : 통신망 내부에서 경로를 배정하고 중계하는 기능 상호 통신망 연결(Internetworking) : 다양한 통신망이 연결되어 있어도 통신망 계층의 기능 통신망 접속(Network Connection) : 통신망의 연결을 설정하고 종료하는 기능 흐름 제어 : 네트워크 노드 사이에서 트래픽을 제어 순서 제어(Sequence Control) : 송신 측에서 데이터를 보낸 순서대로 수신 측에서 받지 못할 때 순서를 제어 네트워크 계층(Network Layer)의 대표 프로토콜 네트워크 계층의 대표 프로토콜: CCITT의 X.25. 이 외에도 CCITT의 X.21, CCITT의 Q.931, 연결형 ISO 8473, 게이트웨이 등

49 Section 02 대표 통신 프로토콜 전송 계층(Transport Layer) OSI 참조 모델에서 하위 계층인 4계층
송신 측에서는 전달하려는 데이터를 알맞은 크기의 패킷으로 분할하면, 수신 측에서는 이를 다시 취합하여 순서대로 재조립 송수신 측의 응용 프로세스 사이에서 데이터를 확실히 송수신 1~3 계층은 시스템 간의 통신, 4~7 계층은 프로세스 간의 통신

50 Section 02 대표 통신 프로토콜 전송 계층의 등급 전송 계층의 기능
전송 프로토콜은 오류 없는 전송을 보장하며, 통신망 계층이 제공하는 서비스의 품질에 따라 등급 0부터 4까지 다섯 가지 서비스 등급을 제공 전송 계층의 기능 목적지의 주소 지정(Destination Addressing), 메시지 우선권(Messege Priorities), 다중화(Multiplexing), 보안(Security), 계정(Accounting) 및 오류 발생 시 링크 회복, 흐름 제어, 송수신할 때 무결성 보장 대표 프로토콜: ISO 8072 DAD

51 Section 02 대표 통신 프로토콜 세션 계층의 개념 세션 계층의 기능 세션 계층의 대표 프로토콜
OSI 참조 모델에서 상위 계층인 5계층 송신 측과 수신 측 사이에서 프로세스를 서로 연결, 유지, 해제 역할 1-3 계층은 시스템 간의 통신, 4-7계층은 프로세스 간의 통신이므로 세션 계층은 프로세스 간의 통신 세션 계층의 기능 세션 연결의 설정과 종료 : 세션 연결의 설정과 종료 및 관리에 대한 절차 규정 반이중 : 데이터를 한 방향씩 교대로 교환하며 데이터를 송신할 권리는 데이터 토큰 소유자에게 있음 동기 : 세션 연결을 하는 동안 동기를 다시 제공 예외 보고 : 세션 연결 동안 예외 보고를 제공 세션 계층의 대표 프로토콜 ISO 8327, CCITT의 X.225, CCITT의 T.62(텔리텍스 서비스) 등

52 Section 02 대표 통신 프로토콜 표현 계층의 개념 표현 계층의 기능 표현 계층의 대표 프로토콜
OSI 참조 모델에서 상위 계층인 6계층 송신 측과 수신 측 사이에서 서로 다른 부호 체계의 변화와 표준화된 데이터 형식을 규정 6계층이므로 프로세스 간의 통신에 속함 표현 계층의 기능 데이터 형식(Format), 명령 해석(Command Translation), 코드 변환(Code Conversion), 암호화(Encryption), 텍스트 압축(Text Compression) 등 표현 계층의 대표 프로토콜 ISO 8824, CCITT의 X.409 표준에서 ASN.1(Abstract Syntax Notation One)

53 Section 02 대표 통신 프로토콜 응용 계층의 개념 응용 계층의 기능
응용 계층(Application Layer)은 OSI 참조 모델에서 최상위 계층인 7계층 사용자에게 직접 제공하는 서비스로, 제반적인 응용 작업 등의 서비스를 제공함. 추상 구문을 정의하며, 7계층이므로 프로세스 간의 통신에 속함 응용 계층의 기능 전자우편( ), 파일 전송과 접근, 관리에 대한 기능(FTAM, File Transfer Access and Management), 가상 터미널(VT, Virtual Terminal), 자원 공유와 데이터 베이스, 네트워크 관리 응용 계층에는 추상 구문, 표현 계층에는 전송 구문으로 표현함. 추상 구문이 인코딩, 압축, 암호화 규칙에 따라 적용하여 전송 구문으로 변환하는데, 이것은 전송이나 암호화를 효율적으로 하기 위해서임

54 Section 02 대표 통신 프로토콜 표현 계층과 응용 계층에서의 구문 관계

55 Section 03 통신 프로토콜의 구조 계층형 구조의 도입 배경
초기에는 컴퓨터 및 통신 관련 제조사마다 독자적인 프로토콜을 개발해 사용하여 타사 제품과의 호환이 잘 안 됨 특히 통신 서비스 및 기능을 추가, 변경, 유지하는 등의 작업이 어려움 이런 문제점을 해결하려고 프로토콜의 계층 형 구조를 도입함 여기서는 가장 대표적인 프로토콜 중의 하나인 OSI 참조 모델을 기본 개념으로 하여 구성요소의 모델화, 프로토콜의 계층화, 자원의 가상화 등을 설명

56 Section 03 통신 프로토콜의 구조 구성요소의 모델화 프로토콜의 계층화 자원의 가상화
OSI 참조 모델에서는 시스템 사이의 접속을 논리적으로 나타내려고 기본요소 네 가지를 정의 응용 객체 : 상호 간에 정보를 교환하며 사무 처리 등을 수행할 수 있는 주체 개방형 시스템 : 응용 프로세서 간의 통신이 가능하도록 통신 기능을 제공하는 장치 물리 매체 : 정보와 신호를 교환할 수 있게 해주는 전기적 매체 접속 : 응용 객체 사이를 연결해 주는 통신회선 프로토콜의 계층화 미래의 변화에 유연하게 대처할 수 있도록, 통신을 제어하는 기능을 여러 계층에 나누어 두고, 각 층마다 독립으로 프로토콜에 적용 자원의 가상화 각 자원에 가상시스템과 가상 접근 기능이 정의되어 있으며, 가상 자원 접근 프로토콜을 설정하는 방식

57 Section 03 통신 프로토콜의 구조 계층 구조의 구성요소 계층(Layer) 프로토콜(Protocol)
개방형 시스템과 여러 부 시스템이 논리적으로 구성되어 있는 것. 개방형 시스템은 표준을 기본으로 서로 다른 시스템 사이에서도 통신이 가능하도록 해주는 시스템. 부 시스템은 순서를 각각 부여할 수 있음 프로토콜(Protocol) 계층은 자신(N층)만의 상위 계층(N+1층)과 하위 계층(N-1층)이 있는데, 자신과 동일한 계층에서 주고받는 통신을 프로토콜. N-프로토콜은 N-객체 사이의 통신 인터페이스(Interface) 상위와 하위 계층 사이를 연결해주는 기능 개체(Entity) 시스템에서 각 계층의 일을 수행하는 기능 모듈의 실체. 각 계층에는 여러 객체 존재 기능 N-기능이란 N-객체가 수행하는 행동을 의미 서비스 N-서비스(service)란 자신의 상위 계층(N+1)에 서비스를 제공하는 것을 의미 서비스 접근점(SAP, Service Access Point) N-서비스 접근점은 (N+1) 계층이 N 계층의 서비스를 제공받는 것을 의미

58 Section 03 통신 프로토콜의 구조 계층 구조의 구성요소 계층(Layer) 프로토콜(Protocol)
개방형 시스템과 여러 부 시스템이 논리적으로 구성되어 있는 것. 개방형 시스템은 표준을 기본으로 서로 다른 시스템 사이에서도 통신이 가능하도록 해주는 시스템. 부 시스템은 순서를 각각 부여할 수 있음 프로토콜(Protocol) 계층은 자신(N층)만의 상위 계층(N+1층)과 하위 계층(N-1층)이 있는데, 자신과 동일한 계층에서 주고받는 통신을 프로토콜. N-프로토콜은 N-객체 사이의 통신 인터페이스(Interface) 상위와 하위 계층 사이를 연결해주는 기능 개체(Entity) 시스템에서 각 계층의 일을 수행하는 기능 모듈의 실체. 각 계층에는 여러 객체 존재 기능 N-기능이란 N-객체가 수행하는 행동을 의미

59 Section 03 통신 프로토콜의 구조 계층 구조의 구성요소 서비스
N-서비스(service)란 자신의 상위 계층(N+1)에 서비스를 제공하는 것을 의미 서비스 접근점(SAP, Service Access Point) N-서비스 접근점은 (N+1) 계층이 N 계층의 서비스를 제공받는 것을 의미 연결(Connection) (N+1) 객체와 N 객체 사이의 결합 관계. (N+1) 객체와 N-SAP를 연결하는 통신로 데이터 단위와 프로토콜 제어 정보 데이터 단위에는 서비스 데이터 단위(SDU)와 프로토콜 데이터 단위(PDU)가 있음. N-SDU는 (N+1) 객체에서 N 객체로 전달하는 데이터의 단위며, N-PDU는 N 객체 사이에서 N 프로토콜로 송수신하는 데이터 단위 프로토콜 제어 정보(PCI, Protocol Control Information)는 헤더(header) 정보를 의미. N-PDU는 N-SDU에 N-PCI를 추가한 것. (N+1)-PDU는 N-SDU와 같음

60 Section 03 통신 프로토콜의 구조 계층형 구조에서 데이터 단위

61 Section 04 프로토콜의 기능과 구성요소 프로토콜의 기능 단편화(Fragmentation)와 재합성(Assemmbly)
송신 측에서는 긴 데이터 블록을 전송이 용이하도록 같은 크기의 작은 블록으로 나누어 전송 수신 측에서는 작은 데이터 블록을 재합성하여 원래의 메시지로 복원하는 기능

62 Section 04 프로토콜의 기능과 구성요소 캡슐화(Encapsulation)
각 프로토콜에 적합한 데이터 블록이 되도록 데이터에 정보를 추가 플래그,주소, 제어 정보, 오류 검출 부호 등을 부착하는 기능

63 Section 04 프로토콜의 기능과 구성요소 프로토콜의 기능 연결 제어(Connection Control)
비연결 데이터 전송(데이터그램)과 연결 위주 데이터 전송(가상회선)을 위한 통신로를 개설·유지·종결하는 기능 흐름 제어(Flow Control) 데이터양이나 통신속도 등이 수신 측의 처리 능력을 초과하지 않도록 조정하는 기능 오류 제어(Error control) 데이터 전송 중 발생할 수 있는 오류나 착오 등을 검출하고 정정하는 기능 순서 결정(Sequencing) 연결 위주의 데이터를 전송할 때 송신 측이 보내는 데이터 단위 순서대로 수신 측에 전달하는 기능 주소 설정(Addressing) 발생지, 목적지 등의 주소를 명기하여 데이터를 정확하게 전달하는 기능

64 Section 04 프로토콜의 기능과 구성요소 프로토콜의 기능 동기화(Synchronization)
두 통신 객체의 상태(시작, 종류, 검사 등)를 일치시키는 기능 다중화(Multiplexintg) 하나의 통신로를 여러 개로 나누거나(Upward) 회선 여러 개를 하나의 통신로로 변환(Downward)시켜 다수의 가입자가 동시에 사용하는 기능 전송 서비스(Transmission Service) 통신 객체를 사용하기 쉽도록 별도로 추가 서비스(패리티 검사, 보안도, 서비스 등급, 우선순위 등)를 제공하는 기능

65 Section 04 프로토콜의 기능과 구성요소 프로토콜의 구성 요소

66 Section 05 표준화와 표준화 기구 표준화의 필요성 표준화의 개념과 특성
처음에는 호환을 고려하지 않아 이기종간의 정보 교환 통신이 어렵고 효율적 이용도 한계. 하드웨어 자원 등을 공유하기도 어려움 프로토콜은 컴퓨터를 이용하여 통신을 시작한 1960년대부터 사용하기 시작. 주로 IBM이 제정한 프로토콜인 BSC와 SDLC를 많이 사용 1976년 국제전신전화자문위원회(CCITT)에서는 여러 가지 프로토콜을 하나로 통합하여 제정할 것을 권고 국제표준화기구(ISO)에서 OSI 참조 모델을 발표. 이후 여러 가지 표준화된 프로토콜을 개발하여 발표하였고, 인터넷이 발전하면서 프로토콜의 근간인 TCP/IP도 많이 사용 표준화의 개념과 특성 표준은 정보통신망과 정보통신 서비스를 제공하거나 이용하는 주체끼리 합의된 규약의 집합. 공통성, 호환성, 통일성 등을 갖춰야 함 표준화(Standardization)란 표준이 되는 규약의 집합을 정립하는 활동과 조직적인 행위 등을 말함

67 Section 05 표준화와 표준화 기구 정보통신 표준의 종류 정보통신 표준은 다양하게 분류
당사자의 참여와 적용 범위에 따라 국제 표준, 지역 표준, 국가 표준, 단체 표준, 사내 표준으로 분류 표준의 규정에 따라 기본 표준, 기능 표준, 이용자 표준, 시험 표준으로 분류 표준의 적용 방법에 따라 강제 표준과 권고 표준으로 분류 기본 표준은 ISO 등 국제 표준화 기구가 제정한 표준이며, 기능 표준은 기본 표준에 명확하게 규정되어 있지 않은 변수값이나 기능 선택사항 등을 구체적으로 명시한 표준

68 Section 05 표준화와 표준화 기구

69 Section 05 표준화와 표준화 기구 표준화 절차

70 Section 05 표준화와 표준화 기구 표준화 기구
대표 표준화 기구에는 국제표준화기구(ISO), 국제전기표준회의(IEC), 국제전기통신연합(ITU) 등이 있음 하지만 정보통신사회로 급변하면서 각 기구의 고유한 업무 경계가 거의 없어지고, 현재는 공동으로 작업할 수 있는 기구가 점차 증설되고 있음 예를 들어, ISO와 IEC는 JTC 1( Joint Technical Committee 1)을 결성하여 표준화 작업을 공동으로 진행 국가마다 표준기관이 2개 이상 설치되어 있기도 하고, 단체나 기구가 스스로 정할 때도 있음

71 Section 05 표준화와 표준화 기구 ISO(국제 표준화 기구, International Standards Oranganization) 1947년에 설립되었으며, 물자와 서비스의 국제 교류를 원활하게 하고, 지식, 과학, 경제 활동의 분야에서 국제 간의 협력을 조성하기 위해 세계적인 규격을 개발하여 표준으로 제공 ISO 회원은 각국의 표준화 사업을 대표하는 기관으로 1개국에 1기관만 인정 ISO의 조직은 [그림 4-31], [그림 4-32] 참고 기술 분과 위원회(TC, Technical Committee) 160개 중에서 TC97이 정보처리 시스템을 관장 TC97은 다시 소위원회(SC, Subcommittee) 29개로 구성 29개 중에서 SC6은 데이터 통신, SC21은 OSI 관련 세부 규격을 담당 SC6과 SC21 등은 여러 실무 그룹(WG, Working Group)으로 구성된 조직

72 Section 05 표준화와 표준화 기구 국제 표준화 기구(ISO)의 조직

73 Section 05 표준화와 표준화 기구

74 Section 05 표준화와 표준화 IEC(국제전기표준회의, International Electrontechnical Commission) 1906년에 설립되었으며, 전력/전자/전기통신과 원자력 에너지와 관련된 분야를 표준화하는 데 공헌함 데이터 통신 부분에서는 통신기기의 안전성, 데이터 통신 전자부품의 특성, 시험방법, 품질, 안정성 등을 검토 ITU-T(국제전기통신연합-전기통신표준영역, CCITT의 후신, International Telecommunications Union-Telecommunication Standards Sectors) 1993년 7월 1일부터 데이터 전송과 국제 전신전화의 표준화를 담당했던 CCITT(국제전신전화자문위원회)의 명칭을 ITU-T로 바꿈 본래 CCITT는 서로 다른 국가 간에 원활하게 전기통신을 체결하려고 ITC(국제 전기통신 협약)로 제정한 ITU(국제전기통신연합) 내에 설치된 자문위원회 중 하나로, 1956년에 발족됨 ITU에는 현재 약 180여 개국이 가입해 있으며, 각국의 주관청은 ITU-T의 구성원이 될 수 있음

75 Section 05 표준화와 표준화 기구 ANSI(미국국립표준협회, American National Standards Institute) 1918년에 민간이 창설한 비영리 국가 규격 제정기관으로, 미국의 표준 제정은 물론 ISO 등 국제 표준화 활동에서 미국을 대표 EIA(전자산업협회, Electronic Industries Association) 미국의 전자기기 제조업 분야의 대부분을 대표하는 무역 통산 단체로, 1924년 RMA(Rsdio Manufactures Association)가 설립 신호 품질, 디지털 인터페이스, 통신망 인터페이스 등 주로 하드웨어에 관한 규격을 개발 대표 예 : RS-232C 인터페이스 규격, RSSC29449 인터페이스 규격 IEEE(전기전자공학자협회, Institute of Electronical & Electronics Engineers) 1980년에 대학과 기업이 함께 발족한 단체로, 데이터 통신 부분에서 LAN 표준 등을 규정하는 조직으로 많은 주목을 받고 있음

76 Section 05 표준화와 표준화 기구 CEN/CENELEC(유럽표준화위원회/유럽전자표준화위원회, European Committee for Standardization/Comite Europeene De Normalisation Electrotectnique) 유럽공동체(EU) 가맹국과 그 주변 국가를 회원으로 하는 기관으로, 유럽 국가의 표준화를 목적으로 함 ECMA(유럽전자계산기공업회, European Computer Manufactures Association) 유럽의 데이터 통신을 포함한 데이터 처리 표준을 개발 AFNOR(프랑스표준협회, Association Francaise de Nomalisation) 1976년에 발족하였으며, 프랑스의 국내 규격 작성과 제정을 담당하는 국내기관. 프랑스를 대표하여 ISO에 참가함

77 Section 05 표준화와 표준화 기구 BSI(영국표준협회, British Standards Institution)
영국의 국가 규격 제정과 촉진을 목적으로 설립되었으며, 영국을 대표하여 ISO에 참가함 DIN(독일표준협회, Deutsches Institut fur Normung) 1919년 독일기술자협회가 설립하였는데, 1975년 독일표준협회로 개칭함 JISC(일본공업표준협회, Japanese Industrial Standards Committee) 1949년에 공포·시행된 공업 표준화법으로 설립한 국가 규격 심의기관으로, ISO와 IEC에 일본을 대표하여 참가함

78 Section 05 표준화와 표준화 기구 국내 표준화 기구

79 Section 05 표준화와 표준화 기구 ISO 표준안

80 Section 05 표준화와 표준화 기구 ANSI 표준화 안

81 Section 05 표준화와 표준화 기구 EIA 표준안

82 Section 05 표준화와 표준화 기구 ITU(구 CCITT) 권고안 – V 시리즈 권고안

83 Section 05 표준화와 표준화 기구 CCITT 권고 안 – X 시리즈 권고안

84 Section 05 표준화와 표준화 기구 CCITT 권고 안 – X 시리즈 권고안

85 Section 05 표준화와 표준화 기구 CCITT 권고 안 – X400 시리즈 권고안

86 Section 06 공식·사실 표준화, 세계표준협력회의
정보통신 표준화는 공식 표준화와 사실 표준화로 구분 공식 표준화에는 국제 표준화 기구(예⃞ ISO, ITU), 지역 표준화 기구(예⃞ 유럽은 ETSI, 미국은 CITEL), 국가 표준화 기구(예⃞ 미국은 ATIS와 TIA, 일본은 TTC와 ARIB, 한국은 TTA) 등이 있음 사실 표준화에는 특정 기술 분야에 이해관계가 있는 통신사업자, 방송업체, 제조업체 등이 있음 공식 표준화 기구 간에는 표준화 절차상 수직관계가 형성되어 국가나 지역의 표준화 활동 결과를 국제 표준화 활동에 반영하거나(상향식), 국제 표준화 결과를 국내 표준화 활동과 산업체에 반영(하향식) 사실 표준화는 일부 업계, 포럼, 컨소시엄 등에서 만든 규격으로, 시장 원리에 따라 지배 기능과 시장성이 있음 사실 표준화 기구는 1990년대 이래 약 100여 개가 생성·소멸됨 최근에는 공식 표준화 기구와 사실 표준화 기구가 서로 협력관계 공식 표준화 기구는 유럽에서, 사실 표준화 기구는 미국에서 활발히 활동 중

87 Section 06 공식·사실 표준화, 세계표준협력회의

88 Section 06 공식·사실 표준화, 세계표준협력회의
세계표준협력회의(GSC, Global Standards Collaboration) 지역과 국가 간의 표준화관련 협의체로, 표준화 사전 조율, 표준화 중복 예방책 마련 등을 위해 노력

89 Section 06 공식·사실 표준화, 세계표준협력회의

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