Underlying Technologies

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1 Underlying Technologies
Chapter 3 Underlying Technologies

2 CONTENTS LANS POINT-TO-POINT WANS SWITCHED WANS CONNECTING DEVICES

3 인터넷 모델

4 LOCAL AREA NETWORKS (LANS)
3.1 LOCAL AREA NETWORKS (LANS)

5 3.1 근거리 통신망(LAN) 아파트, 빌딩 또는 캠퍼스와 같은 제한된 지역의 독립적인 장치들이 서로 통신할 수 있게 하는 데이터 통신 시스템 이더넷(Ethernet) LAN 토큰링(Token Ring) LAN 무선(Wireless) LAN ATM LAN

6 3.1 근거리 통신망(LAN) 이더넷(Ethernet) 1973년 제록스사와 설계한 프로토콜 데이터 전송률 10Mbps
접속형태 – 버스형 최초 데이터 전송률 – 100Mbps, 1000Mbps IEEE 표준

7 3.2 근거리 통신망(LAN)(계속) 접근방법 : (CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

8 Minimum frame length/Transmission rate is proportional to Collision domain / Propagation speed

9 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 이더넷 계층

10 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 이더넷 프레임

11 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 프레임 필드 Preamble : 수신측에 프레임 도착 통지, 시스템 타이머 동기 맞춤
Start frame delimiter : 프레임 시작을 알림(동기) Destination address : 다음 국의 물리 주소 Source address : 이전 국의 물리 주소 Length Type : 데이터 필드 길이/상위 계층 프로토콜 Data : 상위층으로부터 받은 데이터, 46 ~ 1,500바이트 Cyclic redundancy check : 오류 검출

12 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 주소지정(Addressing)
네트워크 인터페이스 카드 (NIC : Network Interface Card) 6바이트 물리주소 16진수 표기법 : C-4D 주소 종류 : Unicast Address, Multicast Address, Broadcast Address

13 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 구현(Implementation) 10BASE5 : thick Ethernet
10BASE2 : thin Ethernet 10BASE-T : 꼬임쌍선 Ethernet 10BASE-FL(광섬유 연결 Ethernet)

14 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 이더넷 구현 : 10BASE5

15 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 이더넷 구현 : 10BASE2

16 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 이더넷 구현 : 10BASE-T

17 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 이더넷 구현 : 10BASE-FL

18 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 고속 이더넷(Fast Etherent) 고속 전송률이 요구되는 응용에 적합
CAD, 영상처리, 실시간 오디오, 비디오 등 100Mbps 속도 제공 이더넷의 충돌 영역을 1/10로 감소, 속도는 10배 증가 100BASE-T4, 100BASE-XT, 100BASE-XF

19 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) Fast 이더넷의 구현 : 100BASE-TX

20 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) Fast 이더넷의 구현 : 100BASE-FX

21 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) Fast 이더넷의 구현 : 100BASE-T4

22 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) 데이터 전송률 (1000Mbps)
CSMA/CD 유지 : 충돌 도메인을 작게 CSMA/CD 제거 : 모든 지국은 중앙허브에 2개의 구분된 경로 연결

23 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 기가비트 이더넷의 구현 : 1000BASE-SX/LX

24 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 기가비트 이더넷의 구현 : 1000BASE-T

25 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 토큰 링 토큰 전달 접근 방법

26 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 토큰 링 토큰 전달 접근 방법

27 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 토큰 링 토큰 전달 접근 방법

28 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 토큰 링 토큰 전달 접근 방법

29 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 토큰 링 주소 지정 : NIC에 기록된 6 바이트 주소
전송률 : 4Mbps, 16Mbps 프레임 형식

30 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 데이터 프레임 토큰 프레임 중지 프레임 – 모니터에 의해 생성
Start delimiter : 수신 국에 프레임 도착을 알림 Access control : 우선 순위와 예약 정보 Frame Control : 프레임 유형 Destination address : 다음 국의 물리 주소 Source address : 이전 국의 물리 주소 Data : 4,500바이트 데이터 CRC : 오류 검출용 End delimiter : 송신 데이터 종료 Frame status : 프레임 수신 표시 토큰 프레임 SD, AC, ED로 구성 – 우선순위 예약 중지 프레임 – 모니터에 의해 생성 SD, ED로 구성

31 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 구현

32 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 무선(Wireless) LAN 최근 가장 빠르게 성장하는 기술 : 무선 통신
모바일 장치 : 무선 WAN, 무선 LAN 요구 무선기기 신호 전송 기술 무선 주파수 확산 스펙트럼(Radio Frequency Spread Spectrum) 무선 주파수 협대역(Radio Frequency Narrow Band) 적외선 파장(Infrared Waves)

33 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 확산 스펙트럼(Spread Spectrum)
주파수 호핑(Frequency Hopping) 송신자는 하나의 주파수로 전송하고 다른 주파수로 건너뛰어 전송 직접순서열(Direct Sequence) 송신자에 의해 전송되는 각 비트는 칩(chip) 모드라는 비트열로 대체되어 전송

34 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 확산 스펙트럼 기법(Spread Spectrum)

35 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 확산 스펙트럼 기법(Spread Spectrum)

36 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) ISM 대역 산업, 과학, 의학 대역

37 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 구조 : IEEE 802.11 표준
기본 서비스 집합(BSS : Basic Service Set) 무선 지국과 AP(Access Point)로 구성 확장 서비스 집합 ESS(Extended Service Set) AP를 가지고 있는 두개 이상의 BSS로 구성

38 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) BSS(Basic Service Set)

39 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) ESS(Extended Service Set)

40 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 접속방법(Access Method)
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 숨겨진 터미널 문제(Hidden Terminal Problem)

41 3.1 근거리 통신망(LAN)(계속) 접속방법(Access Method)
CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidence)

42 3.2 POINT-TO-POINT WANS

43 3.2 점-대-점 WAN 물리층 V.90(56K) 모뎀 : download-56kbps, upload-33.6kbps
디지털 가입자 회선(DSL : Digital Subscriber Line) ADSL (Asymmetric) RADSL (Rate adaptive) HDSL (High bit rate) SDSL (Symmetric) VDSL (Very High bit rate) 케이블 모뎀

44 3.2 점-대-점 WAN ADSL 대역

45 3.2 점-대-점 WAN T회선 SONET(Synchronous Optical Network)
동기전송신호(Synchronous Transport Signal) 광전송(Optical Carrier) 전송률 : 표 3.2 참조 Service Line Rate(Mbps) Voice Channel DS - 1 T-1 1.544 24 DS - 2 T-2 44.736 672

46 3.2 점-대-점 WAN 데이터 링크층 PPP(Point-to-point protocol)
물리층 : ANSI에서 공인된 모든 종류의 프로토콜 지원 PPP 프레임 LCP(Linic Control Protocol) NCP(Network Control Protocol)

47 3.3 SWITCHED WANS

48 3.3 교환 WAN 광역 통신망 X.25 프레임 중계 (Frame Relay)
비동기 전송 방식(ATM : Asynchronous Transfer Mode)

49 3.3 교환 WAN X.25 1970년대 소개 최초의 교환 WAN 전송 매체의 신뢰성이 낮음
데이터 링크와 네트워크 층에서 흐름제어와 오류제어 수행 IP와 X.25 간 충돌

50 3.3 교환 WAN 프레임 중계 X.25를 대체하기 위해 설계 높은 데이터 전송률(1.544Mbps – 44.736Mbps)
Busty Data : 요구 대역폭(Bandwidth on Demand) 개선된 전송매체로 인한 적어진 오버헤드(less overhead due to Improved Transmission Media)

51 3.3 교환 WAN 프레임 중계 네트워크

52 3.3 교환 WAN 비동기 전송 방식(ATM) ATM 포럼에서 설계 설계 목표 광섬유 활용 전송 시스템 기존 시스템과 조화
비용 저렴 기존 원격 통신 계층(local loop, local provider, 장거리 통신 사업자등)들을 지원 가능한 하드웨어가 필요한 기능 수행

53 3.3 교환 WAN ATM 셀

54 3.3 교환 WAN A cell network uses the cell as the basic unit of data exchange. A cell is defined as a small, fixed-sized block of information.

55 3.3 교환 WAN ATM 멀티플랙싱 비동기 TDM

56 3.3 교환 WAN ATM 네트워크 구조

57 3.3 교환 WAN 가상 회선

58 3.3 교환 WAN VPI : Virtual Path Identifier VCI : Virtual Circuit Identifier Note that a virtual connection is defined by a pair of numbers: the VPI and the VCI.

59 3.3 교환 WAN ATM 계층

60 3.3 교환 WAN ATM 계층 응용 적용 계층(AAL) 물리층
AAL1 : 고정 비트율(Constant-Bit rate) 데이터(실시간 음성, 실시간 영상) AAL2 : 가변 비트율(Variable-Bit rate) 데이터(압축된 음성, 데이터, 비디오) AAL3/4 : 연결지향형 패킷 교환 프로토콜(X.25) AAL5 : 비 연결형 패킷 프로토콜(IP 프로토콜) 라우팅, 트래픽 관리, 교환, 다중 서비스 물리층 전송 매체, 비트 전송, 부호화, 전기신호의 광신호 변환

61 The IP protocol uses the AAL5 sublayer.
3.3 교환 WAN The IP protocol uses the AAL5 sublayer. We will discuss IP over ATM in Chapter 26.

62 3.3 교환 WAN ATM LAN 구조 순수(Pure) AMT 구조 리가시(Legacy) ATM 구조 혼합(Mixed) 구조
기존 LAN을 유지하고, 동시에 새로운 지국을 ATM 교환기에 직접 연결

63 3.3 교환 WAN 순수 ATM LAN

64 3.3 교환 WAN 리가시 ATM LAN

65 3.3 교환 WAN 혼합 구조

66 3.3 교환 WAN LANE을 사용하는 혼합 구조

67 3.4 CONNECTING DEVICES

68 3.4 연결 장치 네트워크 세그먼트를 서로 연결하거나 인터넷을 만들기 위해 네트워크를 연결 인터넷은 개별적인 망들의 상호 연결
internet는 Internet과 구분 Internet은 특정한 전세계적인 망의 이름

69 3.5 연결 장치(계속) 연결 장치 Connecting devices Networking devices
Internetworking devices Repeaters Bridges Routers Gateways

70 3.5 연결 장치(계속) 연결장치와 OSI 모델

71 3.5 연결 장치(계속) 리피터(Repeater)

72 A repeater connects segments of a LAN together.
3.5 연결 장치(계속) A repeater connects segments of a LAN together. A repeater forwards every packet; it has no filtering capability.

73 3.5 연결 장치(계속) 허브(Hubs)

74 A bridge has a table used in filtering decisions.
3.5 연결 장치(계속) A bridge has a table used in filtering decisions.

75 3.5 연결 장치(계속) 브리지(Bridge)

76 A bridge connects segments of a LAN together.
3.5 연결 장치(계속) A bridge connects segments of a LAN together.

77 A router is a three-layer (physical, data link, and network) device.
3.5 연결 장치(계속) A router is a three-layer (physical, data link, and network) device.

78 3.5 연결 장치(계속) A repeater or a bridge connects segments of a LAN. A router connects independent LANs or WANs to create an internetwork (internet).

79 3.5 연결 장치(계속) 라우터(Router)

80 A router changes the physical addresses in a packet.
3.5 연결 장치(계속) A router changes the physical addresses in a packet.