컴퓨터 개론 - 네트워크와 인터넷 망
1. 프로토콜과 네트워크 연결
- 컴퓨터 간에 원할하게 통신을 하기 위해서는 잘 정의된 프로토콜이 필요
- 인터넷 망도 TCP/IP 프로토콜을 사용함
1) 프로토콜의 개념
- 디지털 통신에서 데이터 송신자와 수신자간에 정보를 원할히 주고받기 위하여 따르는 규약 또는 약속
- 하드웨어 레벨에서 규약, 데이터를 패킷으로 포맷하는 규약, 네트워크상에서 효율적 전달하기 위한 규약,
데이터 오류 발생시 수정하는 규약 등
(1) 인터넷에서 프로토콜과 패킷의 개념
(2) 프로토콜의 표준
- 프로토콜은 목적과 레벨과 상황에 따라 수많은 표준이 존재
- 네트워크 구조, 운영 형태, 데이터 전송방식에 따라 프로토콜이 상이하다
- 서비스 범위, 망의 연결방식에 따라서도 프로토콜이 정해짐
(3) 예
(3-1) 인터넷 프로토콜 TCP/IP
- TCP 프로토콜 : 1,500바이트 단위로 정보를 묶어서 패킷을 만들고 IP층에 전달하는 역할
- IP 프로토콜 : 패킷을 받아서 주소를 해석한 다음, 경로를 결정하여 전송하는 역할
(3-2) 물리적 연결
(3-3) 응용 레이어에서 웹 문서 전송
(3-4) 응용 레이어에서 대용량 파일 전송
(4) CSMA/CD와 CSMA/CA
(4-1) CSMA/CD
- 유선 LAN Ethernet에서 사용되는 표준 프로토콜이다.
- 1983년 IEEE 802.3 표준 프로토콜로 지정, 버스 네트워크 기반
- 버스에 연결되어 있는 하나의 노드(컴퓨터)가 다른 노드들에게 브로드캐스트(버스 네트워크 기반)
- 각 노드는 자신의 주소로 보내진 데이터만 받음
- 송신 중 충돌이 발생할 경우, 임의의 시간 후 다시 데이터 송신
(4-2) CSMA/CA
- 무선 LAN Wi-Fi에서 사용되는 표준 프로토콜이다.
- 1997년 IEEE 802.11 표준으로 스타 네트워크 기반
- 데이터 전송속도와 커버하는 범위에 따라 IEEE 802.11/a/b/g/n 등의 버전
- AP(Access Point)가 사전에 노드 간에 충돌이 발생하지 않도록 제어
2) 네트워크 연결
(1) 네트워크 연결 장치
(1-1) 중계기(Repeater) 및 브리지(Bridge)
- 버스의 길이가 길어지면 수신된 전기 신호를 다시 증폭하여 전송한다 (중계기는 증폭만)
- 브리지는 각 버스 네트워크를 연결하지만 독자적으로 작동하고, 다른 버스로 신호를 보낼때만 전달
(1-2) 스위치 (Switch)
- 세개 이상의 네트워크 연결하여 확장할 때 사용하는 장비(브리지 기능 확장)
(1-3) 허브
- 하나의 네트워크 선을 또, 다시 다수의 단말기가 공유하여 분배하는 역할
- 예) 부산항
(1-4) 라우터 (Router)
- 서로 다른 특성을 가진 네트워크 간 (예, Wi-Fi 무선망과 이더넷의 유선 LAN)에 정보를 주고받기 위한 장비
- 홈 네트워크에서 사용되는 라우터는 인터넷 회선을 한개 이상의 컴퓨터와 프린터들이 공유하도록 하는 장치
(1-5) 게이트웨이 (Gateway)
- 자체 특성을 가진 네트워크를 인터넷과 같이 외부의 글로벌 네트워크에 연결될 때 사용하는 장치
2. 인터넷 망
1) 인터넷 망 구성
- 전화로 구성되면 전화망
- 인터넷에 연결된 단말기들이 모여 있으면 인터넷 망
- 동종 업종끼리 랜으로 연결되어 활용되면 부가가치 통신망 (VAN)
2) 인터넷 구성
(1) 인터넷
- ‘Inter’과 ‘Network’의 합성어
- ‘Network of Network’로 지구촌 네트워크
- 1969년 미 국방성의 주도로 4개 대학을 연결하는 ARPANET을 모태로 시작
- 1996년 미국에서 정보 수퍼 하이웨이를 제창, 고속 백본으로 인터넷 망을 구축
(2) 인터넷의 계층적 구조
(2-1) ISP (Internet Service Privider)
- 인터넷 서비스 공급자
- 기업, 관공서, 학술기관 등 : T1, T3의 고속 전용선을 통해 연결
- 일반 사용자 : ISP가 자동으로 인터넷 접속 서비스
- 해외 인터넷망 : 5개의 인터넷 교환 노드 IX(Internet eXchange)가 수십개의 ISP 지원
(2-2) 우리나라의 경우
- 1996년 ISDN(종합 정보 통신망), 1998년 케이블 TV망의 서비스
- 1999년 ADSL 서비스
- 2003년 VDSL 서비스
- 2006년 댁개 광케이블 서비스 (FTTH : Fiber to the Home)
- 우리나라 ISP 수 127개 (2010년), ISP는 다시 IX를 통해 해외 인터넷망과 연결
(2-3) 백본 네트워크
- 네트워크의 최상위 레벨, 도시와 도시 또는 넓은 지역과 넓은 지역을 연결
- 보통 수십 Gbps ~ 수백 Gbps정도의 광케이블로 구성된 기간망
(3) 백본 네트워크
(3-1) 해저 광케이블
- 전송 로가 유선, 자연현상의 영항을 받지않음
- 케이블 설치비용이 많이 소요
(3-2) 위성 통신
- 송수신할 수 있는 영역이 매우 넓음
- 무선통신 방식으로 자연현상의 영향
3) OSI 계층
- ISO의 OSI(Open System Interconnection)
- 컴퓨터 네트워크를 통해 정보를 보내는 각 층마다 수행하는 일이 다름
- 상위 층이 바로 밑의 하위 층에 데이터 전송을 요청할 때 미리 정해진 규칙과 방식,
즉 프로토콜에 따라 이루어짐
- 예) 각 계층 간에 프로토콜을 따라 이루어지는 데이터 전송(TCP/IP의 경우)
- 인터넷 특징은 패킷을 사용
- 패킷이란 인터넷에서 주고받는 정보의 단위, 패킷의 구성은 주소와 정보
(1) OSI의 7계층 (Seven Layer Model)
- 물리층, 데이터 링크층, 네트워크층, 전송층, 세션층, 표현층, 응용층
(2) 예
- 물리층 : RS-232, DSL, USB, Wi-Fi, Bluetooth
- 데이터 링크층 : Ethernet(IEEE 802.3)
- 네트워크층 : IP프로토콜(패킷 전송)
- 전송층 : TCP프로토콜(패킷 단위로 잘라 송수신주소 할당)
- 응용층 : FTP, HTTP, e-mail, VoIP
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