정보통신공학
2012. 1학기
데이터 통신과 네트워크
해양정보통신공학과
김용화
데이터통신(data communication)이란 무엇인가? • 데이터통신이란 ‘컴퓨터와 같은 통신기능을 갖춘 두 개 이상의 통신장치 (communication devices) 사이에서 동선이나 광섬유, 혹은 무선 링크를 포함하는 전송미디어를 사용하여 정해진 규칙, 즉 통신 프로토콜에 따라 데이터로 표현되는 정보를 교환하는 과정’임. • 데이터란 ‘이를 만들어서 사용하는 사용자들에 의해 합의된 형식으로 사실(facts), 개념(concepts), 명령(instructions) 등을 표현한 것’을 말하며, 통신이란 ‘두 사람 혹은 장치 사이에서 정보의 공유를 위해 정해진 규칙(이를 ‘프로토콜’ 이라 한다) 에 따라 기호(symbols)나 표시(signs) 등을 사용하여 한 지점에서 다른 지점으로 정 보를 전달하는 과정’임.데이터통신과 네트워크의 개념
2데이터통신 네트워크(data communication network) 혹은 컴퓨터 네트워크 (computer network) • 지리적으로 분산되어 있는 여러 정보원(information source)으로부터 정보를 전송하고 이를 공유하기 위해서 설계된 상호연결 시스템 • 원격지의 컴퓨터와 같은 데이터 처리 및 통신장치 상호 간에 통신 미디어를 통하여 통신 규 칙(protocol)에 따라 데이터의 전송 및 수신과정을 포함하는 시스템 데이터통신 네트워크 시스템의 필수 구성요소 • 메시지(message): 데이터통신을 원하는 정보(텍스트, 숫자, 그림, 비디오 정보 등) • 전송장치(transmission equipment)): 컴퓨터, 워크스테이션, 전화단말기, 비디오카메라 등과 같은 데이터 메시지를 전송하는 장치 • 수신장치(receiving equipment): 데이터 메시지를 수신하는 장치 • 전송미디어(transmission media): 메시지가 전달되는 실제 전송로 • 프로토콜(protocol): 데이터통신과 관련된 규칙들로 구성
데이터통신 네트워크 시스템의 구성
3데이터통신 네트워크의 필수 구성요소
프로토콜 정보 [그림 1-2] 데이터통신 네트워크의 구성요소
컴퓨터 네트워크는 그 규모 및 목적, 또는 그 구조 및 이용
되는 기술에 따라서 매우 다양한 구성이 가능.
일반적인 네트워크의 구성 형태로 LAN, MAN, WAN 등
이 있음.
컴퓨터 네트워크의 유형(types)
5근거리 통신네트워크로 대학캠퍼스 또는 건물 등과 같은
일정지역 내의 네트워크를 구성하는 형태를 말함.
LAN은 일반적으로 10~100 Mbps의 전송 속도로 동작.
LAN의 구조: 성형(star), 버스형(bus), 링형(ring) 구
조가 일반적
LAN (Local Area Network)
LAN의 확장개념으로 대도시(메트로폴리스) 정도의 넓은 지역을
연결하기 위한 네트워크 구성 형태.
대략 10 km에서 수백 km까지의 범위를 수용하는 네트워크 시스템
으로, 케이블 TV 네트워크가 대표적인 예.
IEEE 802.16 워킹그룹(working group)에서는 2004년 6월에
새로운 프로토콜로 무선 MAN(wireless MAN) 프로토콜을 승인 - 와이맥스(Wi-Max)와 와이브로(Wi-Bro) 프로토콜이 이에 속함.
MAN (Metropolitan Area Network)
[그림 1-4] MAN 구성도
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광범위한 지역(larger geographical area)을 수용하며, 하나의
국가 내에서 도시와 도시, 혹은 국가와 국가 간을 연결하려는 목적 으로 수백~수천 km까지의 범위를 포함할 수 있도록 구성된 광역 네 트워크 시스템을 말한다.
수많은 호스트 컴퓨터들을 포함하며, 전송 미디어와 스위칭 장치들
로 구성된 서브 네트워크를 포함한다.
BAN은 인체를 중심으로 하는 네트워크로 최근 IEEE 802.15
WPAN 워킹그룹 산하 TG(Task group)에서 표준화 작업이 활발 히 진행.
사람이 착용하는 옷이나 인체에 부착된 여러 장치들로부터 구성된
네트워크를 통해 데이터를 주고받도록 구성.
BAN의 의료분야의 응용으로 웨어러블 BAN, 임플란트 BAN, 의료
기기의 원격제어 등이 있으며, 비 의료분야의 응용으로는 실시간 오 디오와 비디오 데이터, 제어와 식별 정보 전송 등 이 있음.
BAN (Body Area Network)
[그림 1-6] BAN 구성도 9 표준화의 의미
•
오늘날과 같은 개방적이고 경쟁적인 시장(marketplace)
과 국제적인 통신에 있어서 제조업자, 판매업자, 정부기관,
그 밖의 서비스 제공자들에게 상호 연동성을 보장.
•
네트워크 표준화를 통하여 데이터통신 및 네트워크와 관련
된 기술 및 프로세서간의 상호 운영에 있어서 호환성을 유
지.
데이터통신의 표준화•
De facto (by fact 라는 의미) 표준화 : 권위를 인정받는
단체 혹은 조직에 의해서 승인되지는 않았지만 일반에 널
리 사용되는 표준으로, UNIX 등이 그 예임.
•
De jure (by law라는 의미) 표준화:공식적인 권위를 인
정받은 단체 혹은 기관에서 제정된 표준.
네트워크 표준화
(Standardization)
ITU (International Telecommunication Union)
• ITU는 1947년에 UN 산하기관으로 창설되어 ITU-R (Radio Communication Sector), ITU-T (Telecommunication
Standardization Sector), ITU-D (Development Sector) 등 세 개의 주 요한 섹터로 구성되어 표준화 활동.
ISO (International Organization for Standardization)
• 1946년 창설된 국제적인 표준 기구로서, 여기에서는 핵에너지, 데이터 처리, 경 제 분야 등 광범위한 분야에 걸쳐 현재 약 500여 개 이상의 표준안이 제정
ANSI (American National Standard Institute)
• 미국의 표준안 제정기구로서, ANSI 표준안의 대부분은 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineering)와 EIA (Electronics Industries Association)와 같은 관계그룹과 함께 표준안을 제정됨.
표준화 기구(organizations)
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EIA (Electronic Industries Association)
•
1924년 창설되었으며, 데이터통신 표준에 대해서는 기술
위원회 TR-30이 담당.
•
널리 알려진 RS-232 접속규격을, 그 후 이를 개선한
RS-449 접속 규격 등이 있음.
NIST (National Institute Standards and
Technology)
•
1988년까지 NBS (National Bureau of Stands)로 불
렸으며, 미연방 정부에서 구입하는 장비에 대한 FIPS라
는 정보 처리 표준안 FIPS를 발간하고 있음.
•
데이터 암호 알고리즘으로 가장 널리 사용되고 있는 표준
규격으로 DES (Data Encryption Standard)표준이 있
음.
인터넷 관련 표준화기구
• ISO(Internet Society), IAB(Internet Architecture Board), IESG(Internet Engineering Steering Group), IETF(Internet Engineering Task Force) 등 으로 구분됨.
IETF 표준화 절차
•
인터넷 문서 유형: 인터넷 초안(internet-draft)과 RFC (Request of Comments)•
RFC는 IAB의 공문서 간행물로서, 출판된 RFC는 삭제되거나 변경되 지 않음.•
RFC의 분류: 표준 트랙(standard track), 정보관련 (informational), 실험관련(experimental), 개발과정 및 역사관련 (historic) 등으로 분류.•
RFC의 표준트랙O
제안단계 표준안(proposed standard), 표준화 전단계(drafted standard), 표준화(standard) 등의 3단계의 표준화 과정인터넷의 표준화 활동
13네트워크 및 인터넷의 발전
•
“
인터네트워킹(internetworking)” 기술이
란, 서로 다른 종류의 네트워크를 연결시키고
하나의 데이터통신의 기준을 둠으로써 다양한
하드웨어 기술의 결합을 가능하게 해주는 기
술
•
인터넷은 인터네트워킹 기술을 이용하여 수많
은 컴퓨터로 구성된 네트워크와 네트워크를
상호 연결하여 형성된 global 네트워크 시스
템
유무선 네트워크의 발전 및 진화
14인터넷과 컴퓨터 네트워킹 기술의 발전과정
• [그림 1-7] 인터넷과 컴퓨터 네트워킹 기술의 발전과정15
무선이동네트워킹 기술의 발전과정
• [그림 1-8] 무선이동네트워킹 기술의 발전과정차세대 인터넷(NGI, next generation internet)은 미국 정부가 추진하 고 있는 새로운 인터넷 프로젝트로 기존의 인터넷보다 100∼1,000배 빠름. • 미국 정부와 각 대학들이 주도하고 있으며, IBM, 시스코 라우터, 3콤 등 미 국의 주요 네트워크 업체들이 프로젝트에 관여. IPv6는 현재 사용하고 있는 IPv4의 주소길이(32비트)를 4배 확장하는 것 을 골자로 하여 IETF가 1996년에 표준화한 128비트 차세대 인터넷 주소 체계
IETF(Internet Engineering Task Force)에서는 보안기능, 자동 네트
워킹 기능 등을 보완해서 1996년에 IPv6규격(RFC2460)을 표준으로 제 정. 기존의 32비트로 구성된 IPv4 주소는 산술적으로는 약 43억(2^32) 개의 주소 생성이 가능함에도 불구하고, 비효율적인 할당(유효한 주소 개수는 5~6억 개)과 무선인터넷, 정보가전 등의 신규 IP주소 수요로 주소부족 문 제가 심각하게 대두. 128비트로 구성된 차세대 IPv6주소는 이론상 거의 무한(2^128)개의 주소 를 생성할 수 있어 IP주소의 부족문제를 해결하고, 품질제어, 보안, 자동 네 트워킹 및 다양한 서비스 제공이 가능해짐.
차세대 인터넷과 IPv6 프로토콜(1)
17차세대 인터넷 서비스
• 네트워크를 통한 높은 품질의 오디오 비디오 트래픽에 대한 지원 메커니즘을 제공 • 전송하고자 하는 데이터그램에 부가적인 정보를 추가해서 전송할 수 있어서, 기존 인 터넷 프로토콜에 비해 신뢰성 있는 전송을 가능하게 함. • 유무선 및 위성 통신망의 연동과 다양한 네트워크에서 제공하는 서비스의 통합을 촉진 • 유무선의 여러 ISP 네트워크와 LAN/WAN 등의 상호연동이 급증할 것으로 예측되며, 이러한 상호연동을 바탕으로 다양한 네트워크간의 연동체계를 고도화. • 차세대 인터넷 이용자는 IPv6의 자동 주소설정 기능으로 장소 이동에 따른 IP주소 재 입력 등 통신환경을 일일이 설정해야 하는 불편이 제거되고, 이동IP 기능으로 유무선 등 이종 네트워크에서도 끊임없이 통합 서비스를 이용할 수 있게 됨. • IPv6의 품질관리 기능 및 보안기능을 이용하여 인터넷 사업자는 고품질의 신뢰성 높 은 인터넷 서비스를 제공할 수 있어서 멀티캐스팅 등 고품질의 동영상 인터넷 서비스 를 쉽게 사용할 수 있게 됨.차세대 인터넷과 IPv6 프로토콜(2)
18데이터통신이란 ‘컴퓨터와 같은 통신기능을 갖춘 두 개 이상의 통신장치 사이에서 동선이
나 광섬유, 혹은 무선 링크를 포함하는 전송미디어를 사용하여 프로토콜에 따라 데이터로 표현되는 정보를 교환하는 과정’을 말한다.
데이터통신 네트워크 시스템을 구성하는 5가지의 필수적인 요소로는 메시지(정보), 전송
장치,수신장치, 전송미디어, 프로토콜 이 있다.
LAN(Local Area Network)은 근거리 통신네트워크로 대학캠퍼스 또는 건물 등과 같은
일정지역 내의 네트워크를 구성하는 형태로 일반적으로 10~100Mbps의 전송 속도로 동 작한다.
WAN(Wide Area Network)은 광범위한 지역을 수용하며, 하나의 국가 내에서 도시와
도시 간을, 혹은 국가와 국가 간을 연결하려는 목적으로 수백 km에서 수천 km까지의 범 위를 포함할 수 있도록 구성된 광역 네트워크 시스템을 말한다.
요약
19 표준화는 상호 연동성(inter-operability)을 보장해 주어, 네트워크 표준화를 통하여 데이터통신 및 네트워크와 관련된 기술 및 프로세서간 의 상호 운영에 있어서 호환성을 유지하도록 한다.인터넷 관련 기구에는 크게 ISO(Internet Society), IAB(Internet
Architecture Board), IESG(Internet Engineering Steering Group), IETF(Internet Engineering Task Force) 등이 있다.
“인터네트워킹” 기술이란, 서로 다른 종류의 네트워크를 연결시키고 하나의 데이터통신의 기준을 둠으로써 다양한 하드웨어 기술의 결합을 가능하게 해주는 기술이다. IPv6는 IETF가 1996년에 표준화한 128비트 차세대 인터넷 주소체계 로, 서비스 품질관리를 위하여 IPv5규격을 검토한 이후 보안기능, 자동 네트워킹 기능 등을 보완해서 IPv6규격(RFC2460)에 대한 표준화가 진행되었다.
