01_네트워크 네트워크(Network; 망) 토폴로지(topology)

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1 01_네트워크 네트워크(Network; 망) 토폴로지(topology)
상호 간에 정보를 교환할 수 있도록 유·무선을 통하여 연결한 형태 토폴로지(topology) 네트워크를 구성할 때 컴퓨터와 통신 장비 등을 케이블과 연결하는 방식에 관한 내용 성형(star) 중앙에 있는 주 컴퓨터에 여러 대의 컴퓨터가 별 모양(성형)으로 연결된 형태로, 각 컴퓨터는 주 컴퓨터를 통하여 다른 컴퓨터와 통신을 할 수 있는 형태 망형(mesh) 모든 노드가 서로 일대일로 연결된 그물망 형태로 다수의 노드 쌍이 동시에 통신 가능

2 01_네트워크 토폴로지(topology) 버스형(bus) 버스라는 공통 배선에 각 노드가 연결된 형태 링형(ring)
각 노드가 좌우의 인접한 노드와 연결되어 원형을 이루고 있는 형태 트리형(Tree) 버스형과 성형 토폴로지의 확장 형태로, 백본(backbone)과 같은 공통 배선에 적절한 분기 장치(허브, 스위치)를 사용하여 링크를 덧붙여 나갈 수 있는 구조

3 01_네트워크 네트워크 장비 랜카드 컴퓨터와 네트워크 간의 인터페이스 역할

4 01_네트워크 허브(hub) 하나의 네트워크 케이블을 트리 구조로 연결하여 여러 대의 단말기와 연결하는 용도로 사용
스위치(Switch) 스위치 허브(Switch Hub)라고도 하며 연결된 모든 노드가 동시에 데이터 전송 가능하게 해 줌 L2 스위치는 브로드캐스트 메시지의 해당 맥 주소를 읽어서 해당 노드에만 전달하는 역할 L3 스위치는 네트워크 레이어(Network Layer)의 통신 처리를 담당하는 스위치로 네트워크를 구분할 수 있는 IP 주소를 읽어서 처리하는 라우팅 기능을 수행 가능 L4 스위치는 트랜스포트 레이어(Transport Layer)의 통신 처리를 담당하는 스위치로서, TCP 통신별로 제어가 가능. 웹서버로 들어오는 요청을 로드밸런싱(LoadBallancing)하는 기능이 있음 L7 스위치는 어플리케이션에 따른 세밀한 제어가 가능

5 01_네트워크 라우터(router) 전달될 패킷의 주소를 읽어 가장 적절한 경로를 지정하여 보내 주는 역할
게이트웨이(Gateway) 서로 다른 네크워크를 연결해 주는 장치

6 02_통신망의 종류 LAN(Local Area Network, 근거리 통신망)
집, 사무실, 학교 등 10km 이내의 소규모 지역에서 10∼100Mbps 정도의 속도를 제공하면서 단말 장치 간의 통신이 가능하도록 구성된 망 이더넷(ethernet) CSMA/CD 방식 이용 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 방식은 각 시스템의 전송로가 비어 있을 때 데이터를 전송할 수 있음

7 02_통신망의 종류 토큰링 IBM의 토큰링에 기초한 것으로, 각 시스템을 원 형태로 연결하여 항상 한 방향으로만 데이터를 전송하는 형태 토큰을 가진 시스템만 데이터 전송 가능 고속 LAN 고속 LAN의 대표적인 예로는 이더넷을 발전시킨 패스트 이더넷(fast ethernet)과 기가비트 이더넷(gigabit ethernet) 등이 있음

8 01_통신의 이해 통신의 개념 통신(Communication) : 송신자와 수신자가 전송 매체인 통신로를 이용하여 상호 간에 데이터(정보)를 주고받는 행위 데이터(Data) : 현실 세계에서 관찰이나 조사를 통해 수집, 생산되는 사실이나 측정값 정보(Information) : 현실 세계에서 발생한 여러 데이터를 가공·처리하여 만든 것으로, 약속이나 관습에 따라 의미를 부여한 것 통신의 역사 인류 최초의 통신은 말(언어) 청각을 이용한 북, 시각을 이용한 봉화, 비둘기나 말과 같은 동물을 이용한 통신은 도구를 이용한 원거리 통신 인류 최초의 근대적 통신 방법 : 모스(Morse) 부호를 이용한 전신 전화 : 음성을 전기 신호로 바꾸어 전송하고, 이를 다시 음성으로 재생하여 두 사람 사이의 통화를 가능하게 하는 통신 도구 컴퓨터의 등장 전기 통신에 이은 또 하나의 큰 변혁 미래의 유망한 산업으로 대표되는 생명 기술(BT, Bio Technology), 나노 기술(NT, Nano Technology), 정보 기술(IT, Information Technology) 등의 지식 기반 정보 산업은 정보 통신 기술을 바탕으로 하기 때문에 이들 산업과 더불어 통신 기술은 더 빠르게 발전할 것으로 예상

9 01_통신의 이해 통신 관련 용어 통신 시스템의 구성과 표준 데이터 통신(Data Communication)
데이터 전송(Data Transmission) 기술과 데이터 처리(Data Processing) 기술을 결합한 통신 기술을 의미 컴퓨터 통신 데이터 통신의 한 종류로서 특별히 컴퓨터 간의 통신만을 지칭할 때 사용하는 용어 정보 통신(Information Communication) 데이터 통신보다 발전한 개념으로, 2진 데이터뿐 아니라 음성, 화상, 영상, 멀티미디어 등을 종합적으로 서비스하는 통신 통신 시스템의 구성과 표준 데이터 통신 시스템(Data Communication System) 하나의 단말 장치가 원거리에 있는 다른 단말 장치에 통신 회선을 통해 정보를 전송하는 시스템 데이터 처리계 : 정보를 처리·가공·저장 컴퓨터, 주변 기기 데이터 전송계 : 데이터 전송을 담당 단말 장치(DTE), 데이터 전송 회선, 통신 제어 장치

10 01_통신의 이해 DTE(Data Terminal Equipment)
컴퓨터 시스템에 접속되어 데이터를 입·출력하는 데 사용하는 장치 데이터 전송 회선 DCE(신호 변환 장치)와 전송 회선(Data Transmission Line)으로 구성 통신 제어 장치 전송 회선과 단말 장치를 연결하여 송·수신되는 데이터를 조립이나 분해하여 처리하기 좋은 형태로 변환

11 02_아날로그 통신/디지털 통신 아날로그 데이터/디지털 데이터
아날로그 데이터(Analog Data) : 주어진 구간에서 연속적인 값을 가지는 데이터로, 전기나 전류처럼 시간에 따라 연속적으로 변화하는 물리량을 그대로 표현 디지털 데이터(Digital Data) : 이산 값(discrete value)을 가지는 데이터로, 아날로그 데이터를 임의의 시간에 대한 물리량으로 정수화하여 표현 디지털 데이터를 0과 1의 상태로만 생성, 저장, 처리하는 부호화 기술 각각의 부호 상태를 비트(bit)라는 단위로 표현

12 02_아날로그 통신/디지털 통신 전송 에러 : 전송하는 과정에서 발생하는 오류를 말하며, 이러한 오류들은 전송의 품질을 저하시키는 원인 감쇠(Attenuation) 현상 : 감쇠 현상은 데이터의 전기적 전송 신호가 전송 매체를 통과할 때 흡수되거나 산란되면서 신호의 세기가 감소하는 현상 왜곡(Distortion) 감쇠 왜곡(Attenuation distortion) : 전송로 상에서 감쇠로 인해 발생되는 왜곡으로 특히 아날로그 데이터 전송에서 많이 발생 지연 왜곡(Delay Distortion) : 주파수에 따른 서로 다른 전송 지연 때문에 원래의 신호가 다른 형태로 일그러지는 현상 상호 변조 왜곡(Intermodulation distortion) : 전송로에 2개 이상의 신호가 입력되는 경우 주파수끼리 상호 가감 작용으로 입력 주파수와는 다른 주파수가 발생되는 현상 잡음(Noise) 열잡음(Thermal Noise) : 시스템이나 전송 매체의 저항에 의한 열에너지의 영향 때문에 발생하는 잡음으로 모든 전기 장치나 전송 매체에서 발생하기 때문에 완벽하게 제거할 수는 없음 누화(Crosstalk) : 인접 전송로의 상호 간섭에 의해 발생되어 통신의 품질을 저하시키는 요인을 말함 충격성 잡음(Impulse Noise) : 짧은 시간 동안 평균치보다 큰 세기로 발생하는 잡음으로 비연속적이고 불규칙적인 진폭 특성이 있음. 전송로의 전기적 충격에 의해 발생하며 디지털 데이터 전송에서 주요한 에러 발생 요인 간섭(Interference) : 어떤 통신 회선의 정보 전달을 방해하는 에너지로, 혼선을 야기하는 잡음 또는 외부 신호를 의미

13 03_전송 매체 유선 매체 유도 매체라고도 하는 유선 매체는 우리 주변에서 가장 많이 사용하는 매체
트위스티드 페어(TP, Twisted Pair) 두 개의 절연된 도선이 서로 꼬인 선으로, 보통 꼬임선 또는 와선이라고 함

14 03_전송 매체 동축 케이블(Coxial Cable)
디지털 신호와 아날로그 신호를 둘 다 전송할 수 있으며, 내부의 단일 전선과 그를 감싸는 원통형의 외부 도체로 구성되어 있는 케이블

15 03_전송 매체 광케이블(Optical Fiber)
전기적 신호를 광원에 의해 광 신호로 변화시킨 후 이를 유리 도체 내로 반사시키는 빛의 전반사 특성을 이용하여 데이터를 전송하는 케이블

16 01_인터넷 인터넷의 정의 [그림 3-1] 전화 네트워크(왼쪽)와 인터넷(오른쪽)
인류 역사상 가장 성공한 네트워크는 현재까지 두 개 전화 네트워크, 즉 공중망(PSTN, Public Switched Telephone Network)으로 1880년부터 1960년대까지 약 80년 동안 지속·발전 인터넷은 1990년부터 2010년까지 약 20년 동안 비약적으로 발전 [그림 3-1] 전화 네트워크(왼쪽)와 인터넷(오른쪽)

17 01_인터넷 [그림 3-2] 2007년 인터넷 월드 맵(IP 할당량 비교) 인터네트워킹(InterNetworking)
두 개 이상의 네트워크를 연결하여 통신망의 집합을 형성하거나 광역화하는 것 인터넷(Internet) 인터네트워킹 기술의 대표 프로토콜인 TCP/IP를 사용하여 서로 다른 여러 개의 네트워크가 모인 하나의 거대한 네트워크, 즉 네트워크의 네트워크(Network of Networks) [그림 3-2] 2007년 인터넷 월드 맵(IP 할당량 비교)

18 01_인터넷 인터넷의 특징 멀티미디어 정보의 실시간 교환
문자만 주고받는 것이 아니라 수치, 그림, 음성, 동영상 등 멀티미디어 정보를 교환하고, 지역 및 기종에 상관없이 상호 간에 데이터를 송·수신하며, 엄청난 양의 정보에 접근할 수 있게 됨 이기종(서로 다른 종류의 통신 기기) 간 통신 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 어느 단말기에서도 정보를 주고받을 수 있게 함 쌍방향 환경의 네트워크 상호 작용성(interaction)은 인터넷이 다른 매체와 차별되는 가장 큰 특성이자 인터넷의 최대 장점 세계 규모의 개방적인 네트워크 익명성(Anonymous)을 띠고 있기 때문에 자유롭게 사용할 수 있는 반면 단속이나 규제가 어렵다는 단점이 있음 서버/클라이언트 모델 서버(Server)는 일반적으로 서비스를 제공하는 정보 공유용 컴퓨터이고, 클라이언트(Client)는 서버가 제공하는 서비스를 이용하는 컴퓨터 서버/클라이언트 모델은 서버에서 필요한 정보를 검색하여 제공 받거나 서버에 요청하는 서비스 모델

19 01_인터넷 인터넷의 역사 [그림 3-6] 알파넷의 창안자 래리 로버츠 박사(왼쪽)와 [그림 3-7] NSF 로고
변천사 1969년에 미 국방성의 프로젝트인 알파 프로젝트(ARPA project, Advanced Research Project Agency)에 의해 알파넷(ARPANET)이라는 이름으로 탄생 1983년에 군사용인 밀넷(MILNET)과 민간용인 알파넷으로 분리하여 알파넷을 개방 1985년에 미 과학재단(NSF)의 지원을 받아 NSFNET이 구축 [그림 3-6] 알파넷의 창안자 래리 로버츠 박사(왼쪽)와 초기 알파넷 연결도(오른쪽) [그림 3-7] NSF 로고

20 01_인터넷 [그림 3-11] 이기종의 통신 발전 배경 WWW의 보급으로 인터넷 사용자가 급속히 증가
웹 서비스를 통해 제공할 수 있는 정보의 형태가 텍스트에서 멀티미디어 형태로 발전 하이퍼텍스트(Hypertext)와 하이퍼미디어(Hypermedia)가 발전한 것 인터넷의 민간화 및 상업화가 빠르게 이루어짐 대형 통신사가 민간 자본을 이용하여 초고속망을 연결하고, 이를 토대로 인터넷 연결 서비스를 제공하면서 인터넷은 빠른 속도로 상업화 TCP/IP 프로토콜의 개방성과 독립성으로 인해 자유롭게 인터넷에 합류할 수 있었다. TCP/IP 프로토콜은 OSI 7계층을 따르고 있기 때문에 개방형 시스템이면서 동시에 이기종의 통신이 가능 TCP/IP 프로토콜은 인터넷이 세계 최대의 정보 통신망으로 발전할 수 있는 기틀이자, 기업의 모든 정보를 통합하여 제공하는 통로가 됨 [그림 3-11] 이기종의 통신

21 03_인터넷 주소 체계 IP 주소 IP는 IP 주소를 관리하고 패킷의 단편화(Fragmentation) 기능을 수행하며, TCP/IP 프로토콜의 네트워크 계층에서 사용되는 비신뢰성, 연결성 프로토콜 비신뢰성은 데이터의 흐름에 관여하지 않기 때문에 보낸 정보가 제대로 갔는지 보장하지 않는다는 뜻 비연결성은 어떠한 사전 호출이나 연결 설정 행위 없이 두 호스트 시스템 간에 트래픽을 교환할 수 있는 방식 IPv4(Internet protocol version 4) IP 주소를 , 처럼 총 32비트로, 8비트씩 10진수로 표현된 수를 점으로 구분하여 표현 각 8비트를 10진수로 나타내기 위해 0~255 사이의 값을 갖는 4자리 숫자로 구성되어 있으며, 네트워크 ID 부분과 호스트 ID 부분으로 나뉨 IP 주소 = 네트워크 ID + 호스트 ID 사용되는 네트워크의 크기와 호스트 컴퓨터의 수에 따라 A, B, C, D, E 5개의 클래스로 구분

22 03_인터넷 주소 체계 A 클래스 초대형 네트워크에서 사용

23 03_인터넷 주소 체계 B 클래스 중대형 네트워크에서 사용

24 03_인터넷 주소 체계 C 클래스 소규모 네트워크에서 사용

25 03_인터넷 주소 체계 IPv6(Internet protocol version 6)
03_인터넷 주소 체계 IPv6(Internet protocol version 6) 가장 큰 특징은 IP 주소를 거의 무한대로 할당할 수 있다는 점 128비트의 주소 체계를 사용해 2128개의 IP 주소를 할당할 수 있음. 이것은 3.4×1038개의 인터넷 주소를 사용할 수 있다는 것을 의미하며 인터넷에 물리적으로 연결되는 호스트 수를 감안한다면 거의 무한대에 가까운 수치 특징 비연결성(Connectionless) 프로토콜로, 각 데이터그램은 도착지 주소를 포함하며 독립적으로 경로 설정(Route)이 가능하다. IPv4 선택 사항에 의해 제공되는 일반적 편의성의 대부분을 유지하지만 헤더의 형식은 다르다. 더 큰 주소와 새로운 데이터그램 형식을 사용한다. IP 주소는 128비트이며 16비트씩 :(콜론)으로 나누고 16진수로 표현한다.

26 03_인터넷 주소 체계 도메인 네임 도메인(domain)
03_인터넷 주소 체계 도메인 네임 도메인(domain) 컴퓨터 네트워크에서 비슷한 목적으로 관련된 범위 내에서 이용되는 컴퓨터 그룹의 이름을 의미하며, 인터넷의 조직 계층을 표현 도메인 네임 시스템(DNS, Domain Name System) 인터넷에서 사용되는 주소 시스템으로, 숫자로 되어 있는 IP 주소를 대신해서 알기 쉬운 영문자 형태를 주소로 사용하는 것 DNS 서버 도메인 이름에 해당하는 IP 주소 정보를 갖고 있어서 해당 도메인에 대한 실제 주소를 알려 주는 역할을 하는 컴퓨터를 의미

27 03_인터넷 주소 체계

28 03_인터넷 주소 체계

29 03_인터넷 주소 체계 URL(Uniform Resource Locator)
03_인터넷 주소 체계 URL(Uniform Resource Locator) 인터넷에서 특정 서버에 접속하고자 할 때 사용하는 것으로, 자원의 위치 정보를 표현 인터넷에서 서비스를 제공하는 각 서버에 있는 파일의 위치를 명시하기 위한 것으로, 접속할 서비스의 프로토콜 이름과 서버의 위치(도메인 이름), 접속할 자원인 파일의 위치와 이름을 포함 일반적으로 서버의 주소까지만 표기하고 자원 이름을 생략하여 사용. 생략하면 해당 서버에 설정되어 있는 기본 파일이 지정됨 URL 표기 형식 서비스 프로토콜 이름://호스트 주소 :포트 번호/자원 이름

30 01_초고속 네트워크