네트워크 개론 (앞부분만) 정리한거

2017.07~08 

네트워크 공부할때 네트워크 개론 어쩌고 하는 책 3권정도 보면서 모아서 정리한거 

끝에 TCP/IP 부분까지 공책에 해놨었는데 공책 잃어버려서 묻혔다는

목차

01. 네트워크 이론

ㄴ 1. 네트워크

ㄴ 2. 네트워크 통신

02. OSI 모델

ㄴ 1. OSI 모델

ㄴ 2. 데이터 단위 전송

ㄴ 3. OSI 모델 7계층

03. 통신망

ㄴ 1. 네트워크 접속 장치

ㄴ 2. 접속 형태

ㄴ 3. 전송 매체

ㄴ 4. 교환 통신망

01. 네트워크 이론 - 1. 네트워크

1. 네트워크: 

●컴퓨터와 컴퓨터가 그물망처럼 통신매체로 연결되어서 데이터를 운반하는 것

●컴퓨터들을 연결하여 서로 정보를 교환/통신하며 자원들을 실시간으로 공유할 수 있게 해주는 기술

=> 여러 관련기술들의 집합

●통신설비들을 이용하여 두 대 이상의 컴퓨터가 서로 연결된 것

①네트워크의 이점

●능률적인 통신

●리소스의 공유: 복수의 컴퓨터에서 리소스를 공유

-데이터 동시 접근: 다수의 사용자가 같은 데이터에 동시 접근이 가능(서버)

-주변 장치 공유

=>데이터 통신으로 컴퓨터가 가진 리소스를 서로 주고받음으로써 공유함

●손쉬운 백업

②네트워크의 구조화 방법

●근거리 네트워크(LAN, Local Area Network): 지역적으로 좁은범위에서 본인이 책임지고 구축하는 네트워크

=>가까운 거리에 위치한 컴퓨터들의 네트워크(짧은거리를 네트워크로 연결한 것)

각각의 LAN은 특정한 프로토콜에 의해서 운용되며, 하나의 LAN이 여러 개의 프로토콜을 이용할 수도 있다. 

※프로토콜(Protocol): 데이터를 송수신하기 위한 일련의 규칙

●캠퍼스 네트워크(CAN, Campus Area Network): 근거리 네트워크보다 더욱 크고 다양한 규모에서 사용됨

●광역 네트워크(WAN, Wide Area Network): 떨어져 있는 지역의 LAN끼리 통신사업자의 통신케이블을 빌려서 연결한 네트워크

=>두 개 이상의 근거리 네트워크가 넓은 지역에 걸쳐 연결되어 있는 것

WAN과 LAN의 차이점: 비용(데이터전송설비 임대), 세계최대규모의 WAN은 인터넷

●인트라넷: 인터넷에서 사용하고 있는 회선과 여러 기반 기술들을 이용하여 구축하는 사설 네트워크

01. 네트워크 이론 - 2. 네트워크 통신

2. 네트워크 통신

①통신기술: 통신 시스템은 전송기술, 교환기술, 통신망기술, 단말기술 등을 기반으로 하여 이루어짐

●전송기술: 한 지점에서 다른 지점으로 신호를 전송하는 기능

=> 송신측이나 수신측, 전송매체 등으로 구성

●교환기술: 원하는 통신 상대방을 선택하는 기술(원하는 상대방을 결정)

●통신망기술: 지역적으로 분산된 다수의 통신 참여자들 사이에 정보전달을 가능하게 하는 전달 기술

=>노드(node)와 링크(link)의 집합으로 정의됨

●단말기술: 통신 시스템과 사람과의 인터페이스를 담당하는 역할

※인터페이스(Interface): 2개의 서로 다른 시스템 사이에 존재하며 정보의 송수신을 중계하는 것

②통신 방식

(2-1) 통신: 떨어져 있는 두 지점간에 정보를 전달하는 것을 의미

두 장치간에 데이터를 전송할 때 데이터 전송 방향에 따라 단방향/양방향 통신으로 나눌 수 있음

양방향 통신은 정보를 주고받는 시점에 따라 다시 반이중/전이중 통신으로 나누어짐

●단방향 통신: 송신측과 수신측이 미리 고정되어 있는 통신방식으로, 통신 채널을 통하여 접속된 두 대의 단말기 사이에서 데이터가 한쪽 방향으로만 전달되는 통신방식을 말함

●양방향 통신: 채널을 통해 접속된 두 대의 단말 사이에서 데이터의 송수신이 모두 가능한 방식으로, 데이터의 송수신을 한 대씩 번갈아 가면서 할 수 있는 반이중 통신과 송수신을 동시에 할 수 있는 전이중 방식으로 나눌 수 있음

-반이중 통신: 통신채널에 접속된 두 대의 단말기 중 어느 하나가 데이터를 송신하면 상대편은 수신만 가능한 통신을 말함 =>송신측과 수신측이 정해져있지 않으며 양 단말기의 상호협력에 의해 송수신방향의 전환이 이루어짐(하나의 통신채널을 이용하여 교대로 데이터를 송수신)

-전이중 통신: 접속된 두 대의 단말기들 간에 동시에 데이터를 송수신하는 통신을 말함 =>두 개의 통신채널을 이용하여 양방향으로 동시에 송수신할 수 있음

=>반이중 방식은 양방향 통신이 가능한 1차선 도로와 비슷하며, 전이중 방식은 양방향으로 통신이 가능한 2차선 도로와 비슷함

(2-2) 직렬 전송과 병렬 전송:

데이터 전송은 이진 데이터를 전압이나 전류의 변화로 표현된 신호에 실어 보내는 것을 의미하는데, 이때 데이터 비트를 전송하는 방법에 따라 직렬 전송과 병렬 전송으로 나눌 수 있음

●직렬 전송: 하나의 전송로를 통해서 데이터를 순차적으로 송신하는 방식

=>컴퓨터와 같은 장치들의 내부에서는 주로 병렬 입출력을 하기 때문에 외부로 데이터를 보내기 위해서는 병렬 데이터를 직렬 데이터로 변환하고, 수신측에서는 직렬데이터를 병렬데이터로 다시 변환하는 것이 필요

●병렬 전송: 여러 개의 전송로를 통하여 데이터를 동시에 전송하는 방식(n개의 비트를 전송하기 위해 n개의 회선을 사용함)

=>장치들이 사용하는 병렬 데이터를 그대로 송수신하기 때문에 ①직렬 전송에 비해 입출력 구조가 단순하고, ②동일한 조건의 직렬 전송보다 n배 빠르게 데이터를 전송할 수 있음. ③거리에 비례해서 선로비용이 많이 들기 때문에 빠른 전송속도가 필요한 짧은 거리의 데이터 전송에 사용됨

(2-3) 동기화(Synchronization): 송신측에서 전송한 데이터의 각 비트를 수신측에서 정확하게 수신할 수 있도록 함(송수신자 간에 데이터를 전달하는데 각 비트의 시작과 끝이 서로 맞추어져 있지 않다면 수신자가 데이터를 정확하게 추출해 낼 수 없게 됨)

이때 송수신자 간의 클럭을 동기화하는 방법으로 동기식 전송과 비동기식 전송을 들 수 있음

※클럭(Clock): 컴퓨터의 속도

●동기식 전송: 송수신기가 하나의 기준 클럭에 보조를 맞추어 동작(데이터의 송수신 타이밍을 일치시킴)

●비동기식 전송: 별도의 독립적인 클럭 신호를 이용(시작비트, 종료비트를 데이터 앞뒤에 첨부) =>주로 전달하려는 데이터가 불규칙한 경우

02. OSI 모델 - 1. OSI 모델

1. OSI 모델(Open System Interconnection Model): 데이터 통신의 단계 구성도

=>데이터 통신을 단계로 나누어 각 단계의 순서를 명확히하고, 이 모델에 따라 프로토콜을 정의

●계층(Layer, 레이어): 데이터 통신을 7계의 단계로 나누는데, 이 단계를 계층이라고 부름

제 7계층 - 응용계층: 사용자에게 네트워크 서비스를 제공함(내용표현)

제 6계층 - 표현계층: 데이터의 형식을 결정함(내용표현)

제 5계층 - 세션계층: 데이터 송수신의 순서등을 관리한다(내용표현)

제 4계층 - 전송계층: 신뢰성이 높은(에러가 적은) 전송을 시행함(전송물)

제 3계층 - 네트워크 계층: 전송규칙과 수신처를 결정함(전송물)

제 2계층 - 데이터 링크 계층: 인접기기 사이의 데이터 전송을 제어함(전송)

제 1계층 - 물리 계층: 전기/기계적인 부분의 전송을 시행함(전송)

●계층마다 각각의 역할과 규칙이 있음(단계마다의 복수의 프로토콜로 진행됨)

●계층이 각각 독립해 있음

●하위계층은 상위계층을 위해서 일하고 상위계층은 하위계층에 대해 관여하지 않음

02. OSI 모델 - 2. 데이터 단위 전송

2. 데이터 단위(Data Unit, Protocol Data Unit): 데이터를 전송하기 위해서 데이터에 헤더(Header)와 트레일러(Trailer)를 붙여 전송하는 데이터 전송 기본 단위

=>데이터를 운반하기 위해서는 운반하는 데이터 이외에 통신에 필요한 데이터(제어 데이터)도 필요함. 계층이라는 단계를 실시할 때마다 필요한 정보를 추가할 수 있음

●SDU(Service Data Unit): 상위계층 혹은 하위계층 사이에 주고받는 전송을 원하는 데이터

●PCI(Protocol Control Information): 제어 정보(흐름제어정보, 에러제어정보, 주소 정보 등)

●PDU(Protocol Data Unit): 데이터와 데이터를 보내기 위해서 필요한 것들이 통합된 상태, 같은 계층 사이에서 주고받는 데이터=>PDU=PCI+SDU

●캡슐화(Encapsulation): 데이터에 제어정보를 덧붙여서 PDU로 완성하는 것

=>캡슐화에서 추가되는 제어 데이터가 SPU 앞에 붙으면 헤더(Header), 뒤에 붙으면 트레일러(Trailer)라고 부름

●데이터를 수신한 쪽은 반대의 순서로 헤더를 벗겨서 데이터를 입수함

02. OSI 모델 - 3. OSI 모델 7계층: ①물리계층

3. OSI 모델 7계층

①물리계층(Physical Layer):

●OSI 모델의 최하위 계층에 속하며, 상위 계층에서 전송된 데이터를 물리 매체를 통해 다른 시스템에 전기적 신호를 전송한다.

●두 시스템 간의 데이터 전송을 위해 링크를 활성화하고 관리하기 위한 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성 등을 정의한다.

●전송매체를 통해 비트(Bit)들을 전송, 데이터링크 계층에서 형성된 데이터 패킷을 송수신

=>케이블이 연결되어 있는 기기에 신호를 전달하는 역할

(1-1) 개념 및 특성

●기계적 특성: 시스템과 주변장치를 연결하기 위한 정의, 물리적 접속을 위한 커넥터의 모양에 대한 정의

●전기적 특성: 두 시스템 간 상호 접속 회로의 전기적인 특성 등을 정의, 출력전압, 전원전압, 2진수의 논리적 표현

●기능적 특성: 상호 접속 회로의 기능을 정의, 데이터, 제어, 타이밍, 접지 및 절차 정의

●절차적 특성: 데이터 전송을 위한 순서를 정의, 동작 종료의 절차, 물리연결의 활성화/비활성화

●데이터 단위 전송: 비트열의 데이터를 전자기적 신호로 변환, 신호를 비트열의 데이터로 복원

(1-2) 기능

●회선 구성: 시스템의 물리적인 연결방식 정함

●데이터 전송 모드: 시스템 간의 전송방식 정함

●접속 형태: 경로, 부착방법 정함

●전송매체 유형: 데이터 전송을 위한 물리적인 장치 정함

02. OSI 모델 - 3. OSI 모델 7계층: ②데이터 링크 계층

②데이터 링크 계층(Data Link Layer):

●OSI 모델의 두 번째 계층으로, 시스템 간에 오류 없는 데이터 전송을 위하여 네트워크 계층에서 받은 데이터 단위(패킷)를 프레임으로 구성하여 물리계층으로 전송한다.

●물리적 링크를 통해 데이터를 신뢰성 있게 전송하는 계층으로 네트워크를 통해서 데이터가 전송될 때 전송로 역할을 함

●물리계층에서 발생할 수 있는 오류를 검출/복구하는 오류제어, 흐름제어 등을 담당하며 데이터의 양을 조절한다.

=>신호가 닿는 범위인 세그먼트 내에서의 데이터 통신을 생각함

※세그먼트(Segment): 패킷 교환 없이 회선을 나누어서 연결되는 범위

(2-1) 개념 및 특성

●프레임: 데이터 링크 계층 데이터 단위(2계층의 PDU)

●프레이밍(Framing): 송수신되는 비트열에 의미를 주어 데이터로 취급할 수 있게 함

=>수신 노드가 프레임을 받으면 시작과 끝 부분을 삭제한 후 남은 데이터 단위를 네트워크 계층으로 보냄

(2-2) 기능

●주소 지정: 이 계층에서 추가된 헤더와 트레일러는 가장 최근에 데이터가 지나온 노드(시스템)과 다음 접근할 노드의 물리적인 주소를 포함함

●순서 제어: 데이터의 순차적 전송을 위해 프레임 번호 부여 기능을 수행함

●흐름 제어: 데이터의 링크 계층은 한 번에 전소오딜 수 있는 데이터의 양을 조절할 수 있음

●오류 처리: 오류 검출, 정정기능 수행, 오류가 발생한 프레임 재전송을 요구함

●프레임: 데이터 전송시 처리가 용이하도록 프레임 단위로 전송하는 기능을 수행함

●동기화: 헤더에는 수신측에 프레임이 도착했다는 것을 알리기 위한 비트, 트레일러에는 프레임의 끝을 나타내는 비트, 오류 제어를 위한 비트 등이 있다.

02. OSI 모델 - 3. OSI 모델 7계층: ③네트워크 계층

③네트워크 계층(Network Layer):

●OSI 모델의 하위 계층인 3번째 계층으로 패킷을 송신측으로부터 수신측으로 전송함

●상위 계층에 연결하는 데이터 전송과 경로선택 기능을 제공, 라우팅 프로토콜을 사용하여 최적의 경로를 선택함

●데이터를 패킷(Packet) 단위로 분할하여 전송한 후 재결합

=> 전송개체 사이에 안정적인 전송이 이루어지도록 서비스를 제공

(3-1) 개념 및 특성

●라우터가 수신지 IP 주소를 보고 경로를 결정

※IP 주소:

-네트워크 번호와 호스트 번호의 조합

-서브네트워크화해서 계층화할 수 있음

●데이터 링크 계층이 인접하는 두 노드 간의 전송을 담당하는 반면에, 네트워크 계층은 각 패킷이 송신지로부터 최종수신지까지 정확하게 전송되도록 경로를 책임짐

●전송해야 하는 시스템에게 각 패킷을 전송함

(3-2) 기능

●논리 주소 지정: 송신지와 수신지 주소를 헤더에 포함시킴

●라우팅(Routing): 네트워크 안에서 통신 데이터를 보낼 경로를 선택하는 과정

-라우터가 다음 송신처 결정, 네트워크를 통해서 수신처까지 도달시킴

-라우터는 라우터 사이에서 가지고 있는 네트워크 정보를 라우팅 프로토콜에서 교환함

●주소 변환: 대응하는 물리 주소를 찾기 위해 논리 주소를 해석함

●다중화: 하나의 물리적 회선만을 사용해 많은 장치들에 데이터를 동시에 전송

●패킷 순서 제어: 도착되는 패킷의 순서를 바로잡아 상위 계층의 데이터를 재구성함

02. OSI 모델 - 3. OSI 모델 7계층: ④전송 계층

④전송 계층(Transport Layer):

●OSI 모델 7계층 중에서 4번째 계층에 속하며, 네트워크 계층에서 전송된 데이터와 실제 OS의 프로그램이 연결되는 통신 경로임

●프로토콜(TDP, UDP)과 관련된 계층으로 에러 복구, 흐름 제어 등을 담당하며 두 시스템 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장함

●에러 복구 등을 수행하며, 신뢰성이 높은 통신을 보증함

=>시스템의 응용 프로그램에게 데이터를 전송하는 역할

(4-1)개념 및 특성

●송신측에서는 데이터를 패킷으로 분할하고, 수신측에서는 다시 결합하여 순서재로 재조립

=>2개의 프로세스 간의 데이터 전송을 통해 세션 계층에서 받은 데이터를 패킷 단위로 분할해 네트워크 계층으로 전송함

●에러 복구: 데이터가 도달하지 않은 경우에 다시 보냄으로써 에러를 없었던 것으로 함

●흐름 제어: 도달했을 때 대기장소에 데이터가 넘쳐 흐르는 것(오버플로우, Overflow)을 방지함

(4-2)기능

●연결 제어: 패킷을 하나의 경로로 보낼 것인지 결정

●데이터 전달: 수신지에서 데이터의 모든 패킷의 전송과 도착을 검사

●단편화: 데이터를 전송 가능한 세그먼트로 나눔

●재조립: 수신지의 전송 계층에서 데이터를 올바르게 재조립

02. OSI 모델 - 3. OSI 모델 7계층: ⑤세션 계층

⑤세션계층(Session Layer):

●OSI  모델의 상위 계층인 5계층에 속하며, 응용프로그램 계층 간의 통신에 대한 제어 구조를 제공하기 위해 응용 프로그램 사이의 접속을 설정, 유지, 종료시켜주는 역할을 함(세션 설정, 유지, 종료)

●통신 장치들 간의 설정을 유지하며 동기화

=> 상요자와 전송계층 간의 인터페이스 역할

(5-1) 개념 및 특성

●데이터의 단위(메시지)를 전송 계층으로 전송할 순서 결정

●데이터의 점검, 복구를 위해 필요한 동기화를 위한 위치(Synchronization Point)를 제공

●세션 종료 필요시 적절한 시간을 수신자에게 알려줘 세션을 종료

(5-2) 기능

●동기화: 어떤 순서로 데이터를 전송 계층으로 전송할지를 결정하고, 전송시 수신자로부터의 확인이 요구되는 곳이 어디인지를 결정

●세션 연결의 설정과 종료: 세션 연결의 설정과 종료 및 관리에 대한 절차를 규정

●대화 제어: 누가 언제 보내는지를 결정

02. OSI 모델 - 3. OSI 모델 7계층: ⑥표현 계층

⑥표현 계층(Presentation Layer):

●OSI 모델의 상위 계층인 6계층에 속하며, 데이터표현의 차이를 해결하기 위해 서로 다른 형식을 변환해주거나 공통 형식을 제공하는 계층임

=>송신측과 수신측 사이에서 표준화된 데이터의 형식에 대해 규정

(6-1) 개념 및 특성 

●전송하고자 하는 데이터의 표현 방식(인코딩)

●네트워크상의 보안을 위해서 암호화(송신측), 복호화(수신측)를 진행

●전송률을 높이기 위해 데이터를 압축

●표현 계층의 헤더에는 전송되는 데이터 유형과 전송 길이 등의 정보가 포함됨

(6-2) 기능

●암호화: 데이터 보안 위해 암호화, 복호화 수행

●압축: 효율적인 전송 위해 데이터 압축, 압축해제 수행

●코드변환: 메시지의 형식을 상호 간에 수용할 수 있는 형식으로 변환함

02. OSI 모델 - 3. OSI 모델 7계층: ⑦응용 계층

⑦응용 계층(Application Layer):

●OSI 모델의 최상위 계층인 7계층에 속하며, 응용 서비스를 네트워크에 접속시키는 역할을 담당하며 여러 가지 서비스를 제공함

●사용자로부터 정보를 입력받아 하위 계층으로 전달, 하위 계층에서 전송한 데이터를 사용자에게 전달

=>실제 통신의 최종 목표에 해당

(7-1) 개념 및 특성

●응용 프로그램(사용자)이 네트워크에 접근하는 수단을 제공해 서로 데이터를 교환할 수 있게 함

●사용자 인터페이스(User Interface, UI)를 제공

●FTP,HTTP 등 실제 응용 프로그램에서 사용하는 프로토콜등이 해당됨

●헤더와 트레일러가 추가되지 않음

(7-2) 기능

●파일 접근 및 전송

●이메일 서비스

03. 통신망 - 1. 네트워크 접속 장치

1. 네트워크 접속 장치: 통신망의 구성에서 가장 기본이 되는 하드웨어

①네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, LAN 카드):

네트워크를 구성하기 위해서 각 컴퓨터에 부착하는 장치

=>네트워크에 연결된 물리적 장치는 반드시 네크워크 카드를 가지고 있어야 함

●전송매체에 접속시켜주는 역할, 데이터 입출력 및 송수신, 프로토콜의 처리 등을 담당

●각 네트워크 카드는 네트워크상에서 장치를 식별하는 데 사용하는 MAC(물리적) 주소를 가지고 있음

●사용자의 컴퓨터와 물리적 네트워크 사이의 인터페이스 역할을 함

②허브(Hub): 여러 대의 컴퓨터를 손쉽게 연결해주는 장치 =>물리 계층

●여러 개의 입력과 출력을 가리는 특수한 형태의 네트워크 장치로, 한 포트에서 수신된 신호는 허브의 모든 포트로 즉시 재전송됨

=>컴퓨터 한 대가 세그먼트 내의 어떤 컴퓨터에도 자유롭게 데이터를 송신할 수 있음(멀티액세스 네트워크)

③스위치(Switch): 컴퓨터에 할당되는 대역폭을 극대화시켜주는 장치 =>데이터 링크 계층

●허브와는 달리 포트별로 대역폭을 할당하고, 근거리 통신망이 제공하는 대역폭을 컴퓨터로 모두 전송함

●MAC 주소 필터링과 버퍼링으로 충돌을 막음

●브리지에 비해 데이터 처리 속도가 빠름

④브리지(Bridge): 두 개 이상의 LAN을 연결하여 하나의 네트워크로 만들어주는 장치 =>데이터 링크 계층

●수신지 주소에 따라 특수한 네트워크 트래픽만 통과시킬 수 있도록 설계된 특수한 형태의 네트워크 스위치

●전체 네트워크의 트래픽을 줄이기 위해 네트워크를 세그먼트(Segment) 단위로 분할함

⑤게이트웨이(Gateway): 2개 이상의 다른 종류의 네트워크를 상호 접속하여 정보를 주고받을 수 있게 하는 장치 =>응용 계층

●서로 다른 프로토콜 통신망 간에 프로토콜을 반환하여 정보를 주고받음

=>네트워크 트래픽의 방향을 지정해줌

⑥리피터(Repeater, 중계기): 네트워크의 전송 거리를 연장하기 위하여 사용되는 장치 =>물리 계층

●신호를 수신하여 증폭한 후, 다른 구간으로 재전송함

⑦라우터(Router): 서로 다른 네트워크 간 통신을 위해서 사용하는 장치 =>네트워크 계층

●서로 다른 구조를 갖는 망을 연결할 수 있어 LAN과 WAN을 연결하는 데 사용됨

●IP 주소를 바탕으로 데이터가 수신지까지 갈 수 있는 경로를 검사하고 효율적인 경로를 선택하는 라우팅 기능을 수행함

●오류 패킷의 폐기 기능, 혼잡을 제어하는 기능도 수행함

⑧접속장치와 OSI 모델

●물리계층 =>허브, 리피터

-허브와 리피터는 물리 계층에서 접속 기능을 수행

-리피터는 전송 거리로 인해 미약해진 신호를 다시 재생(Repeat)하여 전송 거리를 연장, LAN의 영역을 확장함

●데이터 링크 계층 =>브리지, 스위치

-스위치와 브리지는 데이터 링크 계층에서 근거리 통신망을 상호 접속하는 장치로서 프레임을 저장/전송하는 능력을 가짐

●네트워크 계층 =>라우터

-라우터는 네트워크 계층에서 근거리 통신망을 상호 접속하는 장치로 임의의 근거리 통신망에서 수신한 패킷을 저장하고 인접한 근거리 통신망으로 전송하는 기능을 가짐

●응용 계층 =>게이트웨이

-게이트웨이는 네트워크 계층 이상에서 근거리 통신망 사이의 접속 기능을 수행함

03. 통신망 - 2. 접속 형태

2. 접속 형태

●네크워크 토폴로지(Network Topology): 

네크워크에 있는 여러 노드들과 링크들이 물리적/논리적으로 배치되어 있는 방식

※노드(Node): 네트워크에 연결되어 있는 주소를 가진 통신 장치

●회선 구성(Line Configuration): 둘 이상의 링크가 하나의 링크에 연결되는 방식

※링크(Link): 하나의 장치로부터 다른 장치로 데이터를 보내는 물리적인 통신 경로

-점대점(Point to Point): 두 장치 간의 전용 링크를 제공

-다중점(Multipoint): 둘 이상의 특정 기기가 하나의 링크를 공유

●네트워크 접속 형태는 네트워크상의 노드들에 대한 상호 연결 방법을 나타냄

①성형(Star Topology): 허브가 네트워크 중앙에 위치하고 다른 모든 노드들을 연결함

●가장 일반적인 네트워크 구성 형태로, 중앙에 있는 허브가 회선 교환 방식을 사용하여 통신하려는 두 개의 노드에 전용 회선을 만들어줌

=>통신망의 처리 능력과 신뢰성이 허브에 의해 좌우됨

●각 장치 간의 직접적인 통신을 할 수 없고, 중앙에 있는 제어장치(허브)가 교환역할을 함

(1-1) 장점

●중앙집중적 구조 =>설치비용 저렴, 유지보수나 확장 용이

●안정성(한 노드가 고장 나도 다른 노드들은 아무런 영향을 받지 않음)

●배선이 독립됨 =>노드의 증가, 이전 용이

(1-2) 단점

●중앙에 있는 전송 제어 장치에 장애가 오면 네트워크 전체가 동작할 수 없음

●통신량이 많은 경우 전송이 지연됨

●많은 케이블 연결 필요, 케이블링에 소모되는 비용/노력이 큼

②버스형(Bus Topology): 모든 노드가 일자형의 케이블(버스)에 연결되어 있는 형태

●하나의 긴 케이블에 네트워크상의 모든 장치를 연결하는 중추 네트워크의 역할

●터미네이터(종단기): 케이블의 시작과 끝에 있는 장치로 신호가 케이블로 되돌아오는 것을 막음

●하나의 노드가 전송을 하면 전송된 데이터가 브로드캐스트(Broadcast)되어 다른 노드들이 수신할 수 없음 =>수신측 노드가 자신에게 보내진 것이면 수신, 그렇지 않으면 흘려보냄)

(2-1) 장점

●설치 간단, 케이블 이용이 경제적

●노드 추가가 용이, 한 노드가 고장나도 전체 네트워크에 영향을 미치지 않음

●적은 양의 케이블을 사용

(2-2) 단점 

●노드의 수가 많아지면 네트워크의 성능이 저하됨 =>멀리 이동할수록 신호가 약해짐

●케이블이 고장나면 네트워크 전체가 동작하지 않음

●재구성, 결합분리 시 효율성 떨어짐, 신호의 질 저하됨

●트래픽이나 연결된 노드 수가 많아지면 충돌 잦아짐 =>네트워크 성능 저하

③트리형(Tree Topology): 트리 형태의 노드에 전송 제어 장치를 두어 노드들을 연결함

●트리의 최상위 노드에는 허브가 위치하고 하위의 다른 노드들을 제어함

=>상위 노드가 하위 노드들을 직접 제어하는 계층적인 네트워크에 적합

●중계기를 사용하면 데이터의 전송을 용이하게 하고 신호의 이동거리를 증가시킬 수 있음

(3-1) 장점

●제어가 간단, 네트워크 확장이 쉬움 =>성형과 비슷함

●하나의 중앙 전송 제어 장치에 더 많은 장치를 연결할 수 있고, 각 장치 간의 데이터 전송거리를 증가시킬 수 있음

●여러 컴퓨터를 분리하거나 우선순위를 부여할 수 있음

(3-2) 단점

●중앙에 트래픽이 집중될 시 병목 현상이 발생할 수 있음

●중앙 전송 제어 장치가 다운되면 전체 네트워크에 장애가 발생함

④링형(Ring Topology): 모든 노드를 하나의 링으로 연결시킴

●노드가 링에 순차적으로 연결된 형태 =>각 노드들은 두 개의 인접한 노드하고만 연결, 하나의 원을 형성함

●데이터는 원을 따라 한 방향으로 보내지고 이를 수신한 수신지가 아닌 노드에서는 매번 신호를 재생한 뒤 다음 노드로 전송함 =>잡음에 강하고 전송 도중의 오류를 줄일 수 있음

●단방향 링(Single Ring): 원의 한 방향으로만 데이터를 전송할 수 있음

●이중 링(Double Ring): 양방향으로 전송할 수 있음(한 방향으로 데이터를 전송하다가 장애가 발생하면 반대 방향으로 데이터를 전송할 수 있음)

(4-1) 장점

●설치와 재구성이 쉬움, 케이블 비용을 줄일 수 있음

(4-2) 단점

●링을 제어하는 절차가 복잡함, 새로운 장비를 연결하려면 링을 절단해야 함

●네트워크 내 한 장치가 사용 불가능한 경우는 전체 네트워크를 사용할 수 없게 함(이중 링/스위치를 사용해 해결 가능)

●중앙의 제어하는 노드가 없음, 연결되어 있는 두 장치 간의 통신만 담당하는 링크가 있음

●네트워크가 복잡하고 많은 통신 회선이 필요 =>비용이 높아짐, 신뢰성이 높음

⑤그물형(Mesh Topology): 모든 노드들이 점대점 형태로 연결되는 그물 모양의 형태

(5-1) 장점

●전용 링크의 사용 =>원하는 자료 전송 보장, 통신량 문제 없음, 비밀유지 및 보안

●한 링크가 고장나더라도 네트워크 전체가 영향을 받지 않음(다른 경로 사용)

●결함의 식별과 분리가 쉬움

(5-2) 단점

●설치와 재구성이 어려움

●비용이 많이 듬, 전선의 용적이 큼

⑥혼합형(Hybrid Topology): 네트워크의 효율을 높이고 결함 허용 능력을 증대시키기 위해 규모가 큰 접속 형태가 되도록 여러 가지 접속 형태를 결합함

03. 통신망 - 3. 전송매체

3. 전송매체: 송신측과 수신측 사이를 상호 연결하는 물리적 선로

●대역폭(Bandwidth): 전송매체를 지나는 신호의 최저 주파수와 최대 주파수의 차이 =>대역폭이 넓을수록 더 많은 데이터를 전송할 수 있음

●유선 전송매체: 동축 케이블, 꼬임선, 광섬유 케이블 등

●무선 전송매체: 진공, 공기, 해수 등

①동축 케이블(Coaxial cable): 

꼬임선보다 높은 주파수와 빠른 데이터 전송이 가능, 외부 신호/전자파에 대한 차단이 우수

②꼬임선(Twisted Pair cable): 설치/만들기가 쉽고 비용이 저렴함

●UTP(Unshielded Twist Pair cable): 케이블을 나선형으로 꼬아놓은 형태, 별도의 피복은 없음

●FTP(Foil screened Twist Pair cable): 전자기 간섭을 줄이기 위해 전체 케이블에 피복을 씌움

●STP(Shielded Twist Pair cable): 전자기 간섭을 줄이기 위해 전체 케이블에 피복을 씌우고 금속형 물질로 한 번 더 쌈 =>외부의 노이즈를 차단

●간섭의 영향을 덜 받는 순(피복의 정도): STP>FTP>UTP

③광섬유 케이블(Optical Fiber Cable): 전기 신호 대신 빛을 이용 =>휘는 범위 한계, 잡음의 영향을 받지 않음

03. 통신매체 - 4. 교환 통신망

4. 교환 통신망: 통신망 노드의 전송기능을 이용하여 데이터를 수신측까지 전송하는 통신망

●상호 연결된 노드들의 모임으로 구성, 그물형 접속 형태를 구성

●한 링크에서 다른 링크로 데이터를 교환하는 방식에 따라 분류

①회선 교환(Circuit Switching): 데이터를 전송하기 전에 물리적인 하나의 경로가 설정되며 설정된 경로는 통신이 종료될 때까지 독립됨

●회선 교환기: 회선 설정 및 해제, 데이터 전송 기능 수행

●설정된 회선은 사용여부에 관계없이 점유되어 있으므로 다른 데이터 전송을 위해 사용할 수 없음

●회선이 설정되고 나면 데이터는 항상 회선을 통해서만 전송되며, 전송이 완료되면 해제를 통해 회선을 다른 통신을 위해 사용할 수 있도록 함

●회선의 연결 =>데이터 링크의 설정 =>데이터 전송 =>데이터 링크의 해제 =>회선의 해제

(1-1) 장점

●많은 양의 데이터 전송에 적합, 실시간 전송이 요구되는 미디어 전송에 적합

●고정적인 전송률, 처리 지연이 거의 없음

(1-2) 단점

●에러 제어 기능이 없음 =>에러 없는 데이터 전송이 요구되는 데이터 서비스에는 부적합함

●데이터를 전송하지 않는 기간에도 회선을 독점하게 되므로 비효율적임

②메시지 교환(Message Switching): 가변 길이의 메시지 단위로 저장, 전송 방식에 의해 데이터를 교환하는 방식

●축적전송(store-and-forward, 저장/전송 방식): 도착하는 메시지를 일단 저장하고, 다음 노드로 가는 링크가 비어있으면 전송해가는 방식

(1-1) 장점

●두 송수신측 간에 데이터 전송을 위한 전용 통신로를 확보해 둘 필요가 있음

●축적전송으로 링크를 동적으로 공유하여 전송

(1-2) 단점

●메세지의 지연이 비교적 길고 가변적임

③패킷 교환: 데이터를 패킷(Packet)으로 분할하여 전송하고, 각 패킷들은 번호를 지니고 있어 수신지에 전송되었을 때 원래의 데이터로 재결합하여 구성될 수 있음

●축적전송을 사용하는 점에서 메시지 교환과 비슷하나, 적당한 크기(패킷)으로 데이터를 분할하여 전송한다는 점에서 다름

●각 패킷에는 헤더가 부착 =>헤더에는 패킷을 수신지에 전송하기 위한 최소한의 정보가 포함됨

●라우터는 수신한 패킷을 저장한 후에 수신측까지 적절한 경로를 선택(라우팅)하게 됨

(3-1) 장점

●네트워크가 버퍼의 기능을 수행 =>처리속도가 다른 기기들 간의 데이터 전송이 가능함

●노드와 노드간의 회선을 다수의 패킷들이 공유 =>전송효율이 높음

●패킷별로 우선순위를 적용할 수 있음

●복수의 컴퓨터가 동시에 회선을 사용할 수 있음

(3-2) 단점

●반드시 송신한 순서대로 수신처에 도착한다고 할 수 없음

●도착하는 시간이 불규칙할 수 있음

(3-3) 구분

●데이터그램(Datagram) 방식: 각 패킷마다 경로를 설정해 독립적으로 전송

=>신뢰성 높음, 랜덤하게 전송

●가상 회선(Virtual circuit) 방식: 전송전 송/수신측 사이에 논리적인 연결을 설정하여 모든 패킷을 전송하는 방식(전체의 전송을 위해 경로 지정)

=>연결 지향성