컴 퓨 터 통 신 의 이 해

1. 통신의 개요

기본적인 목적: 지리적으로 떨어져 있는 두 지역 사이의 정보 교환.


<간단한 통신 모델>

◆ 데이터(data): 사람이나 또는 컴퓨터와 같은 자동화 기기에 의해 해석, 처리하는데 적합하게 어떤 사실이나 개념, 명령 등을 형식화한 표현.

◆ 정보(information): 정해진 규칙에 따라 사람이 데이터에 부여한 의미. 얻어서 사용할 가치가 있는 지식.

◆ 신호(signal): 전송매체의 특성에 맞도록 데이터를 전기적 또는 전자기적으로 변환한 것.

2. 데이터 통신

기술상의 분류: 데이터 전송방식, 전송신호의 특성, 전송매체의 특성, 멀티플렉싱, 통신 인터페이스, 에러 제어, 흐름 제어

○ 데이터 전송방식

직렬 전송 : 비트 하나씩 직렬로 배열하여 전송 - 원거리 통신, 빠른 속도를 요하지 않는 통신
병렬 전송 : 여러 비트를 병렬로 배열하여 전송 -컴퓨터와 주변장치간에 고속의 데이터 전송에 많이 이용

○ 전송신호의 특성

디지탈(digital) 전송
비동기식(asynchronous): 한문자씩 전송
동기식(synchronous): 일련의 문자나 bit block을 전송
아날로그(analog) 전송

○ 전송매체

유도매체(guided media)
트위스트 페어(twisted pair)
동축 케이블(coaxial cable)
광섬유 (optical fiber)
비유도매체(unguided media) : 공기, 진공, 바닷물 등

○ 멀티플렉싱(multiplexing): 여러 전송 데이터를 하나의 전송로를 통하여 전송할 수 있도록 전송로를 공유하도록 하는 기법

주파수분할 멀티플렉싱(FDM, Frequency-Division Multiplexing): 라디오, 텔레비젼 등
시간분할 멀티플렉싱 (TDM, Time-Division Multiplexing): 디지탈 데이터 전송 등

○ 에러 제어: 송수신 중 에러 검출, 정정 및 복구 기능

○ 흐름 제어: 송신측에서는 수신측에서 수신 데이터를 처리할 수 있는 속도 이상으로 데이터를 전송하면 데이터의 손실이 발생할 수 있으므로 적절한 속도로 전송한다.

3. 컴퓨터 통신망


○ 통신망 Node: 데이터의 중계 역활(컴퓨터, 전화국 교환기)
□ Station: 통신망의 Node에 접속되어 다른 Station과 데이터를 주고 받는 장치 (컴퓨터, 단말기, 전화기)

(1) 통신망 노드들의 구성 형태에 따른 분류

◆ 중앙 집중형(centralized) 통신망 : 스타(star)형

모든 노드가 중앙의 노드에 연결되어 중앙의 노드가 통신망을 제어하는 형태이다. 따라서 각 노드사이의 데이터 교환은 중앙의 노드를 통해서만 이루어지며, 제어가 가장 간편하다.

◆ 계층형(hierarchical) 통신망 : 트리(tree)형

각 노드가 계층구조로 연결되는 형태, 주로 산업 기관에서 많이 사용된다.

◆ 루프형(loop) 통신망 : 링(ring)형

각 노드가 횡적으로 연결되어 루프를 형성하는 형태. 각 노드간의 거리가 멀 때는 회선 경비가 많이 소용되므로, 주로 단일 건물이나 대학내의 근거리 통신망(LAN, Local Area Network)에 많이 사용된다.

◆ 버스형(bus) 통신망: ethernet

모든 노드가 공용의 케이블에 연결되어 있는 형태로, 주로 근거리 통신망에 많이 사용된다.

◆ 분산형(distributed) 통신망: 각 노드가 분산되어 임의의 구조를 가지는 형태

지리적으로 멀리 떨어져 있는 노드들을 연결하는데 적합한 형태이다.

(2) 데이터 교환 기법에 따른 분류

◆ 교환 통신망(switched network)

회선 통신망(circuit-switched network), 패킷 교환망(packet-switched network)

◆ 방송 통신망(broadcast network): 라디오 통신망, 위성 통신망, 근거리 통신망

※ 프로토콜(protocol): 서로 다른 시스템에 있는 개체(entity)간의 통신을 위해 정해진 통신 규약

기본요소
형식구조(syntax)
의미구조(semantic)
타이밍(timing)

※ 통신망 구조(network architecture) : 서로 다른 시스템에 있는 두 개체간의 통신을 하나의 프로세서나 모듈로 처리하기에는 너무 복잡하기 때문에 계층별로 나누어 구성한 것

종류
IBM의 SNA(System Network Architecture)
DEC의 DNA(Digital Network Architecture)
ISO의 OSI(Open System Interconnection)

4. 데이터의 전송

(1) 통신 방식

◆ 단방향(simplex) 통신방식: 두 장치간에 한쪽방향으로만 데이터 전송 (원격 측정기 등)


◆ 반이중(half-duplex) 통신방식: 연결된 두 장치간에 교대로 데이터를 교환하는 통신 방식 (휴대용 무전기 등)


◆ 전이중(full-duplex) 통신방식: 연결된 두 장치간에 데이터가 양쪽방향으로 동시에 데이터 전송 (일반 전화기 등) - 효율이 가장 높다.


(2) 회선의 형태

◆ 지점간(point-to-point) 방식: 두 장치가 독립적인 전송매체를 이용하여 일대일로 연결하는 방식. 송수신 데이터의 양이 많은 경우 적합


◆ 멀티 포인트(multi-point) 방식: 하나의 전송 매체를 여러 장치가 공유하는 연결 방식 테이타의 양이 적을 때 적합. 회선공유로 사용료 절감. 회선고장시 고장지점 이후의 단말장치는 모두 운영 불능의 단점.


(3) 전송속도(data rate) 와 변조속도(modulation rate)

◆ 전송속도: 1 초간에 전송할 수 있는 비트 수(bps = Bit Per Second)

◆ 변조속도: 1 초에 신호의 레벨이 몇번 변하였는지를 나타내는 척도(baud)

예) 1200baud, 전압펄스의 레벨이 0,1,2,3,4,5,6,7의 값을 가진다면 한번의 전압 펄스의 변화는 3 비트의 데이터를 나타내므로 데이터 전송속도는 3600bps가 된다.

5. 근거리 통신망 (LAN : Local Area Network)

근거리 통신망(LAN)이란 대학교 캠퍼스, 사무실, 연구소 등과 같이 지역적으로 제한된 곳에서 분산된 컴퓨팅 자원(워크스테이션, PC, 레이저프린트 등)들을 상호 연결하여 정보를 전송, 저장, 처리하기 위한 통신망의 형태이다.

◆ 특징

첫째, 네트워크의 지역적 범위가 수 KM 이내로 제한되며
둘째, LAN을 통한 데이터의 전송속도가 적어도 수 Mbps이상이고
셋째, 보통 여러기관이나 국가가 포함되는 WAN(Wide Area Network)과는 달리 하나의 기관이 속한다.

6. 광역 통신망 (WAN : Wide Area Network)

(1) 네트워크의 지역적 범위에 따른 분류

◆ LAN (Local Area Network) < 1 KM

◆ MAN (Metropolitan Area Network) : 지역적으로는 전체도시를 연결 하면서 LAN의 기술을 사용한다. (예, 케이블 TV)

◆ WAN (Wide Area Network) > 10 KM

넓은 지역을 연결하는 네트워크. (1 국가 또는 국가간)
각 노드간의 연결이 지점간(point-to-point) 접속 방식을 사용
구성기술: 패킷교환망, 회선교환망 기법

(2) 학술 연구망

◆ 북미 지역의 학술 연구망

ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) : 미국방성 산하의 첨단 프로젝트 관리국(ARPA)에 설치
CSNET (Computer Science Network) : 컴퓨터 과학 관련 연구분야의 상호 협력을 위한 연구망(미국립 과학재단)
BITNET (Because It's Time Network) : 미국 대학간 학술 연구망
USENET (UNIX User Network) : 유닉스 시스템 사용자간의 통신망
NSFNET (National Science Foundation Network) : 슈퍼컴퓨터 센타와의 상호 연결을 목적으로 ARPANET, CSNET에 연결하여 구축한 통신망

◆ 유럽지역의 학술 연구망

EARN (European Academic Research Network) : 유럽내 대학및 연구소를 연구및 학술 목적으로 상호연결한 통신망
EUNET (European UNIX Network) : 유럽 유닉스 사용자간의 정보교환을 위해 구축한 통신망
DNF (Deutsches Forschungsnet) : 독일내 공공 기관을 비롯하여 대학교, 산업체, 연구소 등의 연구분야의 컴퓨터 통신망
JANET (Joint Academic Network) : 영국내 대규모 대학및 컴퓨터 센터와 연구기관을 연결 세계 학술 연구망과 상호접속

◆ 그 외의 학술 연구망

HANA/SDN (System Development Network) : 1982년 서울대와 전자통신연구소의 컴퓨터를 연결하여 구축, 국내의 전산, 전자 분야의 교육기관과 연구기관 사이의 소프트웨어와 하드웨어 등의 자원을 서로 공유하며, 국내 외의 최신 정보를 신속히 교환하는 연구 환경의 조성및 통신망 기술 개발의 구축
KREONet (Korea Research Environment Open Network) : 정부출연 연구기관을 중심으로 교육, 연구기관의 연구인력에게 전산자원의 공동 활용과 연구및 기술정보의 상호교환을 원활히 하도록 하여 국내 과학기술 연구의 생산성 을 향상시키는데 목적
JUNET (Japanese UNIX Network) : 일본의 연구인력을 위한 정보교환을 의한 환경을 제공, 분산시스템, 통신망 상호접속, 게이트웨이 등의 연구개발을 위한 목적으로 유닉스 시스템을 중심으로 구축된 통신망

7. 부가 가치 통신망 (VAN : Value Added Network)

(1) VAN이란?

사용자가 원하는 데이터의 자유롭고 신속한 전송과 더불어 같은 정보일지라도 사용자가 원하는 형태로 변화시킬 수 있는 정보 처리 기능이 요구되고 있다. 이런 요구에 부합하기 위해 데이터의 전송기능 (네트워크에 해당되는)과 정보처리 기능(기존의 정보에 부가가치 를 부여하는)을 결합한 것. 즉, 실질적인 데이터의 전송이 일어나게 되는 회선을 실제 소유하거나 임대하여 사용하고, 그 회선을 통하여 구축된 네트워크에 컴퓨터와 여러 단말 장치를 결합하여 사용자에게 기존이 데이터에 부가가치를 첨가한 정보를 제공하는 서비스이다.


[ VAN을 구성하는 시스템 ]

(2) 금융 부가 가치 통신망의 예

CD 공동 이용 시스템
자금 결재 시스템
타행환 시스템
ARS(Audio Response System)
POS 시스템, Firm Banking, 신용 정보 서비스
※ 종합 정보 통신망 (ISDN : Integrated Service Digital Network)

기존에 존재하는 여러 서비스들을 통합하여 하나의 네트워크 상에서 제공할 수 있도록 구축하는 디지탈 통신망

8. PC LAN

(1) 개요

◆ 컴퓨터와 컴퓨터간의 상호연결을 통하여 정보공유의 개념으로 PC간의 네트워크를 구축하여 프린트와 하드 디스크등의 자원과 정보를 공유함.(down-sizing)

◆ LAN 구성 네트워크 하드웨어: ARCnet와 애플의 local talk, IEEE 802.3 CSMA/CD 방식의 ETHERNET, IEEE 802.5 방식의 TOKEN RING 등이 많이 쓰인다.

(2) PC-LAN 하드웨어의 기본

PC 본체
통신 소프트웨어(통신 프로토콜): MS-NETWORKS, TCP/IP
통신 인터페이스 카드(네트워크 보드): Ethernet카드 등
접속 케이블과 신호 변환 장치
통신회선: 동축케이블 등
(3) PC-LAN 소프트웨어의 기본

통신 인터페이스를 제어하는 드라이브
통신 프로토콜을 처리하기위한 프로토콜 소프트웨어
NETBIOS(Network Basic Input Output System: 네트워크 기본 입출력 시스템)
Redirect와 Share 프로그램
LAN에 대응한 COMMAND와 소프트웨어
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☞ 참고문헌 ☜

컴퓨터 통신의 이해 - 도서출판 대림
저자 : 강승찬, 김성진, 이창욱, 임재홍