제 제 6 6 장 컴퓨터 통신 장 컴퓨터 통신
목 차
1. 통신의 개요 2. 네트워크
3. 통신 하드웨어 4. 통신 방법
5. 최근의 통신 방식
통신
:한 지점에서 원하는 다른 지점까지 의미 있는 정보를 보다 빠 르고 적절하게 상대방이 이해할 수 있도록 전송하는 것
컴퓨터 통신 : 통신 회선에 연결된 하나 또는 그 이상의 컴퓨터나 단 말기를 이용한 정보의 전달
통신망 : 통신 시스템들을 통신 회선으로 연결하여 통신이 가능하도 록 한 시스템
통신망의 분류 :
거리에 따라 근거리 통신망 (Local Area Network), 원거리 통신 망 (Wide Area Network) 으로 나누어짐
소유자에 따라 사설 통신망과 공중 통신망으로 나누어짐
6.1 통신의 개요
통신의 역사
봉화 모스 (Morse) 부호 컴퓨터 통신
6.1 통신의 개요
6.1 통신의 개요
프로토콜의 개념도
6.1 통신의 개요
• 컴퓨터 통신의 시초 : 인접한 건물 내의 학교나 기관에서 컴퓨터 사 용자들끼리 통신을 시작하게 된 것
• 현대적인 통신망 :
– 1969 년의 미국방성의 알파넷은 현재의 인터넷의 시초가 됨 – 최근의 통신은 인터넷을 중심으로 점점 대용량화 , 시간과 보안
의 중요성이 증대되고 있으며 , 이를 수용할 수 있는 ISDN, ADSL 등의 새로운 방법들이 제시되어 사용되고 있음
– 앞으로는 무선을 통한 모바일의 개념을 실현하기 위한 무선통신
기술 등을 중심으로 발전을 하게 될 것임
6.1 통신의 개요
통신 방식
각 DTE 간의 통신 방식은 자료 흐름의 방향과 동시성 여부에 따라 단방 향 , 반이중 , 전이중 방식으로 나누어짐
단방향 통신 (Simplex) : 한 DTE 는 송신 기능만 가능하고 , 다른
DTE 는 수신 기능만 가지는 형태임 . 일반적인 컴퓨터의 데이터 통 신에는 없으며 , TV, 라디오 같은 방송용으로 쓰임
6.1 통신의 개요
단방향 통신
- 반이중 방식 (Half Duplex) : 통신하는 두 DTE 가 시간적 으로 교대로 데이터를 교환하는 방식의 통신임
6.1 통신의 개요
- 전이중 통신 (Full Duplex) : 두 DTE 가 동시에 송신과 수신
이 가능한 형태를 지칭함 . 이를 위해서는 송신과 수신을
위한 독립적인 채널이 필요함
네트워크의 접속 종류 :
네트워크란 여러 대의 컴퓨터가 서로 정보를 교환하는 것
네트워크 접속의 종류
회선 교환 네트워크 (Circuit Switching Network)
패킷 교환 네트워크 (Packet Switching Network)
회선 교환 네트워크 :
전화망과 같은 원리로 운영되는 통신망
한번 연결이 이루어지면 다른 가입자들에 대해 연결이 폐쇄되기 때문에 폐 쇄회로 네트워크라고도 함
A 와 C 가 어떤 정보를 주고 받으려고 할 경우 스위치의 한쪽 끝은 A 에게 , 다른 한쪽 끝은 C 에 연결되어 있어 나머지 B, D, E, F 는 전혀 통신이 불 가능함
6.2 네트워크
회선 교환 네트워크
패킷 교환 네트워크
한 회선으로 여러 대의 컴퓨터에서 동시에 통신이 가능함
데이터는 패킷으로 불리는 단위로 전송됨
패킷
헤더 : 데이터가 전달될 곳의 주소와 패킷의 순서 데이터
테일러 : 오류를 수정하기 위한 정보
1. TDMA(Time Division Multiple Access) : 패킷을 정해진 일정한 시간 동안만 전송하는 방식으로 시분할 다중 접속 방식이라고 함 . 사용자가 거의 동시에 네트워크를 사용하는 효과를 거둘 수 있음
2. ALOHA : 1970 년 하와이 대학에서 구현된 최초의 임의 접근네트워 크로 2 개 이상의 DTE 에서 인공위성으로 데이터를 보내고 , 만약 충돌이 일어나면 충돌을 감지하여 임의 시간동안 대기 후 다신 전송하 는 방식
6.2 네트워크
3.
Ethernet – CSMA/CD
•
CSMA/CD 는 데이터를 전송하기 전에 회선이 사용 중인지 감 시하고 있다가 회선이 비어 있을 때 데이터를 전송함
•
만약 데이터를 전송하는 시점에 다른 장치가 동시에 전송을 개 시하면 충돌 (Collision) 이 발생하게 되며 , 충돌한 데이터들 은 버려지고 데이터를 전송한 장치들에게 재전송을 요구함
•
각 장치들은 일정시간을 대기한 후 성공할 때까지 어느 횟수만 큼 데이터를 재전송함
•
이더넷은 가장 광범위하게 설치된 LAN 기술로 IEEE 802.3 의 국제 표준화 기구에 의해 표준으로 정의됨
•
제록스에 의해 개발되었으며 , 제록스와 DEC 그리고 인텔 등에 의해 발전됨
6.2 네트워크
6.2 네트워크
CSMA/CD 의 원리
근거리 통신망 (LAN) :
근거리통신망이란 원래는 300m 이하의 통신회선으로 연결된 PC 등의 컴퓨터 간의 네트워크를 의미했음
현재는 거리의 개념 보다는 어떤 목적을 위한 네트워크의 집합을 의 미함
초기의 LAN 은 이더넷 기술을 사용했지만 현재는 좀더 고속화된 ATM 이나 무선기술 등이 쓰이고 있음
LAN 의 특징
- 고품질의 전용 회선을 별도로 설치하여 사용
- 전송속도가 매우 빠름 (10Mbps~100Mbps 이상 ) - 고품질의 선로로 에러율이 낮음 (10
-12이하 )
- 거리가 가깝기 때문에 전용 지연 (Delay) 시간이 낮음
- 컴퓨터 이외에도 프린터 서버 같은 장비들과의 자유로운 연결 을 제공함
6.2 네트워크
LAN 의 응용
물리적 자원의 공유 : 대용량의 하드 디스크 , 프린트 등의 하드웨 어를 연결 , 여러 컴퓨터가 공유 할 수 있음
파일 전송 기능 : LAN 을 이용한 파일 전송이 가능함 이런 기능은 같은 자원을 중복 할 필요 없이 집중식으로 관리가 가능하며 공동 작업시의 데이터 일관성 , 관리에 도움을 줌
처리기 공유 : 다른 컴퓨터에 로그인 하여 작업을 할 수 있음
e- 메일 기능 : 메일 기능을 사용하여 사용자간 통신 및 문서 전송 , 공지사항 열람 등을 통해 시간을 절약할 수 있음
외부망 접속 기능 : 하나의 컴퓨터만 외부와 연결되었어도 , 그 컴 퓨터를 통해 LAN 상의 모든 컴퓨터가 외부와 통신이 가능함
6.2 네트워크
LAN 의 구성 형태
6.2 네트워크
•
버스형버스에 각 노드들이 접속되어 있는 형태로 어떤 신호가 버스를 통해 흐르 고 있다면 , 이 신호와 관련 있는 노드만 신호에 주목하고 그 이외의 노드 는 신호를 무시하는 형태
링형
각 장치들이 원형을 이루는 신호 경 로를 따라 두 개 이상의 다른 장치와 연결되어 , 전체적으로 링 모양을 가 지는 네트워크를 말함
링 내의 각 장치는 고유한 주소를 가 짐
정보 흐름은 단 방향으로만 진행됨
제어 장치가 링으로부터의 흐름을 가 로채면서 관리함
6.2 네트워크
스타형
중앙의 제어 노드를 중심으로 각 노드의 연결은 모두 중앙제어 장 치를 통해 이루어 짐
한곳에 데이터가 집중 되므로 이 를 관리하는 시스템이 전체의 성 능에 큰 영향을 주며 관리가 쉬운 장점을 가짐
6.2 네트워크
원거리 통신망 (WAN)
넓은 지역에 걸쳐 분포하는 많은 교환 노드들과 DTE 들로 구성됨
LAN 이 보편화 되면서 WAN 은 주로 LAN 과 LAN 을 연결하는 수단으 로 사용됨
WAN 은 통신 서비스 회사에 의해 공중망 형태로 운영됨
WAN 의 특징
일반적으로 WAN 은 LAN 보다 느림
LAN 보다 먼 거리를 연결함
구축비용이 LAN 과는 비교할 수 없을 정도로 많이 듬
6.2 네트워크
LAN 과 WAN 의 개념
WAN 의 연결 방식
점 대 점 방식 (Point to Point) :
두 개의 지점만을 연결하는 방식으로 속도와 대역폭이 지정되어 있음
회선을 제공하는 사업자가 전용회선을 제공하며 회선을 독점하므로 안정 성이 뛰어난 대신 “점”이 늘어나면 회선을 그만큼 늘려야 함
그물 방식 (Mesh) :
그물 형은 노드들 간에 많은 여분의 접속으로 연결되어 있는 네트워크 형 상을 말함
몇 개의 노드가 망가져도 다른 회선으로 다시 연결이 가능함
ISDN, ATM, X.25 등이 이러한 방식임
X.25 :
1976 년에 CCITT 에 의해 표준으로 채택됨
X.25 프로토콜은 TCP/IP 네트워크 등 서로 다른 공공 네트워크 상의 컴퓨터들이 통신 할 수 있게 해줌
강력한 에러 복구 기능이 장점이지만 느린 속도가 단점으로 지적됨
6.2 네트워크
프레임 릴레이 :
LAN 이나 WAN 내의 지점들 간에 낮은 트래픽을 위해 , 비용 대 효 율이 좋은 전송 방식
프레임 이라고 불리는 단위 내에 데이터를 집어넣고 , 꼭 필요한 에러 교정 기능은 도착지점에 맡김으로써 , 전체적인 데이터 전송 능률을 높임
음성대화와 같은 아날로그 데이터를 전송하기 위해 설계되었던 옛날 의 X.25 기술에 기반을 둠
프레임 단위의 통신 중 에러가 발생하면 에러를 복구 하지 않고 버림으 로써 비교적 빠른 속도를 보유함
전체적인 속도는 ISDN 과 ATM 의 중간 속도로 ISDN 과 ATM 의 보완적인 역할을 수행하기도 함
데이터가 폭주할 경우 성능이 급격히 떨어짐
6.2 네트워크
ATM:
데이터를 53 바이트의 셀 또는 패킷으로 나누어 , 디지털 신호 기술 을 사용한 매체를 통하여 전송하는 기술임
하나의 셀은 개별적으로 다른 셀 들과 관련하여 비동기적으로 처리되 며 이러한 특징을 하드웨어로 더 쉽게 구현되도록 설계되었기 때문에 처리 속도를 빠르게 하는 것이 가능함
현재 ATM 망의 전송속도는 155.520 Mbps 또는 622.080
Mbps 정도이지만 , IEEE 에서는 이러한 속도가 곧 10Gbps 에 까지 이를 것으로 예측함
ATM 의 장점은 속도 뿐만 아니라 영상 , 음성 , 소리 등의 멀티미디어 데이터의 종류에 따라 대역폭을 할당해서 앞으로의 인터넷 , 멀티미디 어 시대에 적합한 네트워크로 평가됨
6.2 네트워크
모뎀 (Modem):
Modulator/DEModulator 의 준말로 ‘변 복조기’를 의미함
디지털 신호를 전화선으로 보내기 위해 아 날로그 신호로 변조 한 뒤에 , 받는 쪽에서 는 그 신호를 반대로 ‘복조’해주는 기기
속도는 느리지만 가장 넓게 퍼져 있는 방 식의 하드웨어임
모뎀의 필요성
- 디지털 신호의 감쇠 : 디지털 신호는 감 쇄현상 이나 신호의 잡음 등이 심해져 사 용할 수 없음
- 전화망의 이용 : 수십 또는 수백 킬로미 터 떨어진 컴퓨터들간의 통신은 직접 연결 이 불가능하므로 전화망을 임대해서 사용 함
6.3 통신 하드웨어
모뎀
신호의 변환
디지털 신호를 아날로그 , 또는 그 반대의 작업을 하는 것을 각각 변조와 복조라고 함
진폭변조 : 기준 신호의 진폭을 바 꿈
주파수 변조 : 기준 신호의 주파수 를 바꿈
위상변조 : 기준 신호의 위상을 바 꿈
6.3 통신 하드웨어
네트워크 인터페이스 카드 (Network Interface Card)
NIC 란 모든 형태의 네트워크와 컴퓨터를 연결해 주는 장치를 말함
랜카드 , 이더넷 카드 등으로 불리며 , 속도와 접속 방식에 따라 여러 종 류로 나눔
6.3 통신 하드웨어
네트워크 인터페이스 카드
6.3 통신 하드웨어
• 허브 (HUB)
- 데이터가 하나 또는 그 이상의 방향으로부터 한곳으로 모이는 장소 - 들어온 데이터들은 다시 하나 또는 그 이상의 방향으로 전달됨 ( 리피터 의 기능과 비슷함 )
- 리피터는 단순하게 데이터를 전달 하지만 스위칭 기능은 들어온 데이 터를 어떠한 목적지까지 결정하여 전달 할 수 있음
허브 스위칭 허브
6.3 통신 하드웨어
• 라우터 (Router)
― 인터넷은 여러 네트워크들이 연결된 네트워크의 네트워크 : (INTER + NETwork)
― 전 세계의 수많은 네트워크 중에서 목적지 까지 데이터를 보내고 받을 수 있 도록 하는 기능을 하는 하드웨어
― 라우터는 주위 라우터 들과 통신을 하거나 , 또는 미리 주어진 정보를 가지고 어떠한 목적지까지 가는 최적을 경로를 제공
라우터
종합정보 통신망
(Integrated Service Digital Network : ISDN)
기존의 전화망을 통해 음성정보 ( 전화 ) 와 데이터를 동시에 보내고자 하 는 개념
ISDN 의 기본 개념
Integrated Service 는 통합 서비스로서 기존의 음성과 디지털 신호를 하 나의 서비스 ( 전화망 ) 을 통해 제공함
기존의 모뎀과는 달리 , 전화와 데이터 전송을 위한 독립된 채널로 전화의 사용과는 상관없는 통신이 가능함
개인 사용자는 BRI 란 형식의 서비스를 받는데 , 이 형식은 64Kbps 의 B 채널 2 개와 음성을 위한 한 개의 D 채널 (16Kbps) 을 제공하므로 최고 속 도는 128Kbps 임
6.4 통신 방법
ISDN 의 구조
6.4 통신 방법
ISDN 의 접속
ISDN 서비스를 받기 위해서는 ISDN 에 접속할 수 있는 기기가 필요함
보통 ISDN TA 라고 불리는 형식의 전용 기기나 ISDN 용으로 나온 전 화기를 사용 할 수 있음
6.4 통신 방법
ISDN TA
ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)
비대칭 디지털 가입자 회선의 약자인 이 방식은 기존의 전화선 으로 0~ 4KHz 는 음성용으로 , 4KHz~2.2MHz 까지는 데 이터용으로 대역을 나누어 음성과 데이터를 동시에 전송하는 기 술
ASDL 의 장점으로는 기존의 모뎀보다 최고 100 정도 빠르면 서 , 기존의 전화선을 그대로 이용할 수 있다는 장점을 가짐
전화선의 노후에 민감하며 전화국과의 거리에 멀면 속도가 떨어 지고 , 잡음에 민감 하다는 단점이 있음
기존의 전화선으로 고속의 데이터통신을 하는 것을 xDSL 이라 고 하는데 ADSL, HDSL, VDSL 등이 기술이 있음
6.4 통신 방법
ADSL 서비스 구조
광대역통합망
(BcN : Broadband Convergence Network)
음성과 데이터 , 유선과 무선 , 방송과 통신이 융합된 품질
보장형 QPS(Quadruple Play Service : 4 중 결합 서비스 ) 를 언제 어디서나 안전하게 이용할 수 있는 차세대 통합
네트워크
BcN 구축은 산업적인 측면에서 정보통신 서비스 시장의 성장률 정체와 사업자간 경쟁 심화 , 미래의 컨버전스
트렌드에 대비한 돌파구로서 다양한 통합 및 융합형 신규 수입 모델 창출을 가능하게 함
6.4 통신 방법
기타 통신 방법
6.4 통신 방법
•
케이블• ADSL 과 함께 초고속 인터넷 서비스의 대표적 기술
• xDSL 이 기존의 전화선을 이용 한다면 케이블은 CATV 용 케이블로 인 터넷을 가능하게 하는 기술
• 기존의 선로를 이용하므로 설치 비용이 저렴한 편이며 케이블 모뎀으 로 인터넷에 접속이 가능함
케이블 모뎀
6.4 통신 방법
케이블 인터넷 서비스의 구조
위성 인터넷
우리 나라의 경우 무궁화 위성으로 인터넷에 연결함
하향 신호는 직접 수신하고 , 상향 신호는 전화선 등을 이용해 지상망을 통해 전송함
지역에 상관없다는 장점이 있으며 하향 속도는 최고 1Mbps 정도임
6.4 통신 방법
병렬 포트와 직렬 포트
병렬전송 (Parallel Transmission) : 한 바이트 또는 워드 단위에 속하 는 각 요소를 동시에 전송하는 방식 - 프린터 포트 , 고속의 외장 기기
직렬전송 (Serial Transmission) : 한 단위에 속하는 요소들을 한 번에 한 비트씩 순차적으로 전송하는 방법 - RS-232C, USB,
IEEE1394(FireWire) 등이 있음
6.4 통신 방법
직렬 포트의 커넥터 모양 병렬 포트의 커넥터 모양
블루투스
IEEE 802.15.1 규격을 사용하며 전세계적으로 사용할 수 있는 무선 주파수 를 이용하여 서로 다른 다양한 장치들이 안전하고 저렴한 비용으로 서로 통신 할 수 있게 함
6.4 통신 방법
블루투스 이어폰과 로고
최근의 통신 방식
CDMA( 코드 분할 다중화 접속 방식 )
1960 년대부터 군대 통신에 제한적으로 사용하던 방식
같은 시간에 같은 주파수로 여러 명과 신호를 송수신 하면서도 서로 간섭이 없 어 , 전파자원 효율이 높은 방식임
CDMA 2000 은 기존의 CDMA 기기를 그대로 쓰면서도 간단한 데이터와 비디 오 등의 정보를 전달하기 위해 높은 대역의 주파수를 씀
IMT-2000 으로 가기 위한 과도기적 기술로 평가되고 있음
6.5 최근의 통신 방식
CDMA 2000 단말기
IMT – 2000(International Mobile Telecommunication)
의미 : 전 지구상에서 사용할 수 있는 이동 통신
IMT-2000 은 보통 국가 내의 일정한 지역에서는 기지국을 이용하며 , 국가간 또는 오지 같은 멀리 떨어진 곳에서는 위성을 이용함
기지국을 이용한 통신에서는 최대 2Mbps 에서 , 위성을 이용한 넓은 지역에서는 384Kbps 의 속도 정도로 서비스 되어 차세대 이동통신으로 주목 받고 있음
IMT-2000 은 사용하는 주파수의 대역 2000Hz 에서 유래함
3 세대 서비스라고 하여 3G 라고도 불림
6.5 최근의 통신 방식
범세계적 이동 통신 IMT-2000
6.5 최근의 통신 방식
•
IMT – 2000 서비스의 특징
-개인 이동성 , 단말 이동성 , 서비스 이동성의 구현 : 하나의 단말기로서 언 제 , 어디서나 원하는 서비스를 제공함
-멀티미디어 서비스의 광역화 : 최대 2Mbps 의 속도는 기존의 음성 외에도 인터넷 , 영상회의 같은 멀티미디어 서비스를 가능하게 함
-유선망 , 무선망 , 위성망의 통합 : 기존의 모든 통신망들을 통합하고 수용 하는 개념으로 통일된 형식의 고품질 서비스를 제공함
