컴퓨터 개론 - 정보통신의 개념과 네트워크

1. 정보통신의 개념

• 오늘날 정보를 상호 소통하기 위해서는 여러 매체를 통해서 이루어진다는 점을 강조

1) 정보 통신이란?

• 통신 : 멀리 떨어진 두 개 이상의 개체 사이에 정보를 주고 받는 행위
• ‘정보’와 그것을 전달하는 ‘수단’
• 예) 전화 : ‘음성’이라는 형태의 정보,’전화기와 전화망’은 통신 수단

2) 디지털이란?

• 초기의 전화망의 경우 4KHz 이하의 아날로그인 사람의 목소리만 전달

(1) 디지털 통신의 장점

1. 송신 중 잡음이나 왜곡 현상이 발생해도 원래의 정보로 복원
2. 다양한 아날로그 정보를 모든 2진 데이터로 변환하므로 통신망의 공유가 가능
3. 디지털 데이터 처리기술을 활용하여 다양한 서비스와 데이터의 압축이 가능
4. 반도체 기술을 이용하므로 장치가 소형화되고, 전력소모량이 적으며 높은 신뢰도를 확보

3) 컴퓨터 네트워크 (컴퓨터 통신망)

• 정의 : 서로 다른 컴퓨터 사이에 정보를 주고받은 행위
• 구성 : 컴퓨터들을 연결해주는 서로(Cable), 통신제어에 필요한 장비 등
• 망의 의미 : 컴퓨터 통신망 또는 컴퓨터 네트워크는 컴퓨터 통신을 위해 연결된 컴퓨터들의 집합
• 각 컴퓨터들은 고유 IP주소(Address)를 가짐
• 전용 케이블을 이용하거나 패킷 교환 데이터 통신망(PSDN: Packet Switched Data Network)과 같은
  공중망 이용
• 정보의 전송은 TCP/IP 네트워크 프로토콜 (Protocol)또는 통신규약에 따라 통제
• 국제적 표준 : ISO, CCITT등에서 제정

4) 정보 통신망을 이용한 서비스 종류

• 인터넷 정보 서비스 : 지구촌은 하나
• e-메일 서비스 : 우편시스템 대체
• 화상회의/VOD 서비스 : IPTV와 화상통화 일반화
• 전화음성 서비스 : 인터넷 이용한 VoIP(Voice on Internet Protocol)
• 디지털 방송 서비스 : 양방향 방송 시대

2. 컴퓨터 네트워크

• 단말기들을 어떠한 형태로 구성하느냐에 따라 전소으이 효율성과 보안문제를 해결할 수 있다는 점을 강조

1) 컴퓨터 네트워크의 구성 요소

• 송수신 정보기기 : 컴퓨터, 모바일 기기, 프린터 등
• 전송 매체 : 동축, 광섬유 케이블, 무선 모바일 망
• 데이터 : 문서, 사진 및 영상, 음성, 동영상
• 통신 프로토콜 : 다양한 TCP/IP, HTTP, Ftp 등

(1) 컴퓨터 망에서 데이터 교환 방식

• 아날로그 신호 : 정보의 연속성을 가지고 있음
• 디지털 정보 : 0과 1의 값으로 표현되는 불연속성의 정보로 표현

(2) 직렬전송과 병렬전송

(2-1) 직렬전송

• 문자로 구성하는 데이터 비트를 직렬로 나열한 후 1개의 회선을 이용해서 전송하는 방식
• 원거리 통신에 적합, 설치비용이 저렴하나 속도가 느림

(2-2) 병렬전송

• 한 문자를 구성하는 각 데이터 비트가 각각 1개의 회선을 차지하여 한꺼번에 전송하는 방식
• 비용이 비싸기 때문에 근거리 통신전송에 이용

(3) 대역폭과 전송 속도

• 대역폭(Bandwidth) : 단위 시간에 보내는 데이터의 양으로 네트워크 전송속도를 표시
  • 초당 전송할 수 있는 비트 수 : Bps, Mbps, Gbps

2) 컴퓨터 네트워크의 분류

(1) 네트워크 구조에 의한 분류

(1-1) 버스 네크워크

• 직렬로 연결하여 네트워크의 구현과 학장이 쉽고, 설치비용이 저렴
• 예시 : Ethernet망으로 IEEE 802.3 표준으로 사용 (LAN)

(1-2) 스타 구조 네트워크

• 설치가 용이, 중앙센터의 노드가 고장이 나면 전체 시스템이 정지되고, 성능과 확장도 중앙 노드에 의존하는 것이
  단점
• Wi-Fi는 스타구조인 AP(Access Point)를 중심으로 일정 거리 내의 노드와 데이터 송수신

(1-3) 링 구조 네크워크

• 링을 따라 연결되어 한 방향으로 데이터가 이동되는 구조로
• 버스 구조 보다 먼 거리를 연결하는 장점이 있으나, 하나의 노드만 문제 있어도 정지되는 단점

(2) 운영 형태에 의한 네트워크

(2-1) 클라이언트-서버 모델 (인터넷)

• 서비스를 제공하는 서버 컴퓨터, 서버에 연결되어 서비스를 요구하는 클라이언트
• 서버의 예 : 웹서버, e-메일 서버, FTP 서버

(2-2) P2P(Peer-to-Peer)모델

• 콘텐츠를 공유하기 위해서 서버 기능을 하는 컴퓨터 없이 동등한 위치로 망을 구성
• 예 : Napster나 소리바다 서비스는 MP3 음악 파일을 공유

(2-3) 애드혹 네트워크 모델

• 유비쿼터스 센서 네트워크에서 이용되는 식으로 센서와 주변의 센서들이 서로 통신하며 정보를 전파하는 망
• 예) 환경변화나 응급상황을 센서가 인지하면 즉시 재난과 응급사항 전판

(3) 데이터 전송방식에 따른 분류

(3-1) 패킷 스위칭

• 메세지를 일정한 길이의 패킷 단위(약 1500바이트)로 분리함
• 전송한 후 목적지에서 재조립하는 방식
• 예 : 인터넷

(3-2) 서킷(Circuit) 스위칭

• 서버 기능을 하는 컴퓨터 없이 망을 구성하는 방식으로 전송할 회선을 구성한 후 정해진 회선만으로만 전송하는 방식
• 예 : P2P방식 Napster, 소리바다

3) 네트워크 종류

• 네트워크의 서비스, 소유, 연결방식에 따른 구분과 프로토콜

(1) 서비스 범위에 따른 정보 통신망

(1-1) 개인 영역 통신망 (PAN : Personal Area Network)

• 수 미터(m) 이내에서 주로 휴대용 기기로 구성
• 유선 PAN : USB, Firewire (컴퓨터와 MP3나 디지털카메라 사이에 통신 지원)
• 무선 PAN : 적외선 통신, 블루투스 ZigBee(핸드 프리 이언폰, 무선 키보드와 마우스)

(1-2) 근거리 통신망 (LAN : Local Area Network)

• 집이나 건물 같은 소규모 지역 내에서 지원
• 데이터 속도 : 10Mbps ~ 10Gbps정도로 고속
• 유선 LAN : Ethernet, 무선 LAN : Wi-Fi

(1-3) 원거리 통신망 (WAN : Wide Area Network)

• 시나 도 범위의 지역, 국가 간의 지역을 연결한 가장 규모가 큰 망
• 원거리 통신망의 예 : 인터넷

(1-4) 백본 네트워크 (Backbone Network)

• 기간망 이라고도 하며 네트워크의 최상위 레벨로 망의 중심을 이루는 주요 통신망
• 사용 예 : 국가 단위의 초고속 통신망은 백본 통신망을 사용하여 기간망으로 구성
• 통신망의 속도 : 보통 128Mbps ~ 10Gbps 이상

(2) 소유에 따른 유형

(2-1) 폐쇄형 네트워크

• 기업이나 기관 내의 네트워크, 일정한 자격을 갖춘 이용자만 사용
• 인터넷 TV(IPTV)는 매달 일정액의 사용료를 ISP에게 지불

(2-2) 개방형 네트워크

• 모든 이용자들에게 공개된 망
• 인터넷은 기본적으로 무료로 사용되며 모든 이용자들에게 공개

(3) 연결방식에 따른 정보 통신망

(3-1) 유선망

• 유선 LAN은 Ethernet, IEEE 802.3이 표준
• 무선 보다 속도가 빠르고, 보안 측면도 안전한 반면 설치비용이 고가
• 트위스트 페어 케이블, 동축 케이블, 광섬유 케이블 등

(3-2) 무선망

• 무선 인터넷 : Wi-Fi 망
• 케이블의 연결이 불필요하고 설치비용이 저렴
• 핫스팟(hotspot)은 AP(Access Point)라는 무선 안테나를 중심으로 반경 수십 미터 내에 인터넷 연결

(3-3) 모바일 망

• 이동중에 이용, 고속 주행(120Km) 중에도 이용
• 반경 수 킬로미터 지역을 셀(Cell) 형태의, 모바일 망으로 구성, 셀 밖에서는 연결 불가
• LTE(Long Term Evolution)와 WIMAX기술이 있는데 대부분 LTE 사용