1. 네트워크 기본 - 4과목 네트워크

1. 네트워크 기본 - 4과목 네트워크

지난 시간까지는 운영체제 중 로그파일 및 스토리지 등에 대한 내용을 다뤘었습니다. 주요 내용들은 로그파일 중 xferlog는 ftp, wtmp는 전체 사용자 로그인 정보, utmp는 현재 사용자, btmp는 로그인 실패 정보를 말합니다.

스토리지에서는 DAS:USB처럼 직접, NAS: 네트워크용 컴퓨터,SAN : 파이버 채널을 배웠으며, RAID : 스트라이핑, 1. 미러링 2. 해밍 3. 패리티 4. 패리티(블록), 5. 각각 패리티, 6 이중 패리티라는 것도 기억해주셔야합니다.

 

이번 시간은 네트워크에 대한 전반적인 내용을 다룹니다. 정보처리기사 실기 시험에 출제될 만한 내용은 많지 않으므로 여유로우실 때 간단히 읽고 지나가셔도 좋습니다. LAN에 대한 내용만 중심적으로 보셔도 좋습니다. 다음 시간에 이야기할 근거리 통신망의 기반이됩니다.

목차

네트워크란?

net+work로 노드들이 통신 기술을 이용하여 그물망처럼 연결된 통신입니다.

 

즉, 네트워크는 컴퓨터나 기타 장치들이 서로 연결되어 데이터를 주고받을 수 있는 시스템을 말합니다. 이는 인터넷이나 회사 내부의 로컬 네트워크 등 다양한 형태로 나타날 수 있습니다.

네트워크 장단점

거리기반 네트워크

유형	설명
PAN (Personal Area Network)	개인 영역 네트워크로, 개인이나 기기 간의 짧은 거리(보통 10m 이내)에서 통신하는 네트워크입니다. 주로 블루투스 기술을 활용하여 스마트폰, 노트북, 헤드셋 등의 기기를 연결합니다.
LAN (Local Area Network)	근거리 네트워크로 사무실과 같은 소규모 공간 내의 고속 통신 회선 로컬 영역 네트워크로, 특정 지역(예: 집, 사무실, 학교 등) 내에서 컴퓨터 및 기타 장치들이 유선 또는 무선으로 연결되어 데이터를 공유하고 통신합니다. 일반적으로 한 건물 내에서 작동합니다.
MAN (Metropolitan Area Network)	WAN과 LAN의 중간 형태 도시 영역 네트워크로, 한 도시나 대도시의 범위 내에서 LAN과 WAN 사이에 위치한 네트워크입니다. 대규모의 LAN을 연결하여 통신하는데 사용됩니다.
WAN (Wide Area Network)	광역 네트워크로, 지리적으로 넓은 지역을 커버하는 네트워크입니다. 인터넷은 전 세계적으로 연결된 가장 큰 WAN의 한 예입니다. 주로 공중 라인(인터넷, 전화선 등)을 통해 연결됩니다. LAN들이 모여서 WAN이 됩니다.

 

네트워크 토폴리지(network topology)란?

트워크 토폴로지는 컴퓨터 네트워크에서 컴퓨터나 네트워크 장비들이 연결되어 있는 물리적 또는 논리적인 구조를 의미합니다. 쉽게 말해, 네트워크의 형태나 구성을 나타내는 것입니다.

 

토폴로지는 네트워크의 물리적인 배치나 데이터 전송 경로, 각 기기들 간의 연결 방식에 따라 분류됩니다.

 

이는 네트워크의 안정성, 성능, 확장성 등에 영향을 미치며, 적절한 토폴로지 선택은 네트워크의 효율성을 높일 수 있습니다. 일반적으로 토폴로지는 계층형, 버스형, 성형, 링형, 망형 등의 형태로 나뉩니다

네트워크 토폴리지 종류

토폴로지	설명	장점	단점
계층형 (Tree)	계층적인 구조로, 여러 레벨의 장치들이 트리 구조로 연결되어 있습니다. 각 레벨은 다른 레벨과 연결되어 있으며, 상위 레벨은 하위 레벨에 대한 서비스를 제공합니다.	- 관리 용이: 네트워크의 구조가 명확하고 간결하며, 각 레벨의 관리가 용이합니다. - 확장성: 새로운 장치나 서브네트워크를 추가하기 쉽습니다.	- 단일 장애 지점: 상위 레벨 장치의 고장은 하위 레벨 장치들에 영향을 줄 수 있습니다. - 비용: 구축 및 유지보수 비용이 상대적으로 높을 수 있습니다.
버스형 (Bus)	하나의 버스라인에 연결된 모양 모든 장치가 단일 케이블(버스)에 연결되어 있으며, 데이터는 이 케이블을 통해 전송됩니다. 각 장치는 데이터를 수신하고 필요한 데이터만 선택적으로 처리합니다.	- 설치 용이: 케이블이 단순하고 구축하기 쉽습니다. - 비용 절감: 케이블 및 장비 비용이 비교적 저렴합니다.	- 단일 장애 지점: 케이블의 고장은 전체 네트워크에 영향을 줄 수 있습니다. - 성능 제한: 장치 및 데이터 양이 증가하면 성능이 저하될 수 있습니다.
성형 (Star)	모든 노드가 허브(중앙노드)에 연결된 모양 중앙에 중앙 장비(허브 또는 스위치)가 있고, 각 장치가 중앙 장비에 직접 연결되어 있는 구조입니다. 중앙 장비는 데이터 전송을 조정하고 관리합니다.	- 중앙화된 관리: 중앙 장비를 통해 네트워크를 간편하게 관리할 수 있습니다. - 단일 장치 장애 허용: 네트워크의 다른 장치들은 중앙 장비의 고장에 영향을 받지 않습니다.	- 중앙 장비 의존성: 중앙 장비의 고장은 전체 네트워크에 영향을 줄 수 있습니다. - 확장성 제한: 중앙 장비의 연결 포트가 한정되어 있습니다.
링형 (Ring)	동그란 링에 노드들이 연결된 모양 각 장치가 양쪽으로 연결되어 원형으로 구성된 네트워크입니다. 데이터는 한 장치에서 다음 장치로 이동하며, 원형으로 순환합니다.	- 데이터 전송 효율: 데이터가 한 방향으로만 이동하므로 충돌이나 혼잡이 적습니다. - 중앙 장비 없음: 특정 장비에 대한 의존성이 없습니다.	- 단일 장애 지점: 한 장치의 고장은 전체 링 네트워크에 영향을 줄 수 있습니다. - 확장성 제한: 장치의 추가나 제거가 어려울 수 있습니다.
망형 (Mesh)	서로 광범위하게 연결 원 안에 별모양으로 표현 모든 장치가 다른 모든 장치와 직접 연결되어 있는 구조입니다. 각 장치 간에는 여러 경로가 존재하여 데이터 전송에 대한 신뢰성이 높습니다. n(n-1)/2	- 높은 신뢰성: 여러 경로를 통해 데이터를 전송하므로 단일 장애 지점의 영향을 최소화할 수 있습니다. - 보안 강화: 직접 연결로 인해 보안이 강화될 수 있습니다.	- 비용 및 복잡성: 많은 수의 연결로 인해 설치 및 유지보수가 복잡하고 비용이 증가할 수 있습니다. - 관리 어려움: 다수의 연결을 관리하는 것이 어려울 수 있습니다.

 

데이터 통신이란?

데이터 통신은 정보를 전송하는 프로세스를 의미합니다. 

이것은 컴퓨터, 휴대전화, 노트북, 서버 등과 같은 장치들 간에 데이터를 주고받는 과정을 포함합니다. 

데이터 통신은 일반적으로 전기 신호, 광섬유, 무선 신호 등을 사용하여 이루어집니다.

아날로그 전송

연속적인 값을 가진 신호를 사용하여 정보를 전송하는 방식입니다. 

이 신호는 시간에 따라 부드럽게 변하며, 주파수, 진폭, 위상 등의 특성을 가지고 있습니다. 

전화나 라디오와 같은 기기에서 사용되며, 소리나 이미지와 같은 현실 세계의 다양한 형태의 정보를 전송하는 데 사용됩니다.

디지털전송

이산적인 값을 가진 신호, 즉 0과 1의 이진 데이터를 사용하여 정보를 전송하는 방식입니다.

디지털 신호는 시간에 따라 이산적으로 변하며, 정확한 값을 가집니다. 컴퓨터 네트워크나 디지털 휴대폰 통신과 같은 디지털 기술에서 널리 사용됩니다.

5V의 1과 1.5V의 0을 전달

리피터 사용 필요

 

아날로그 전송 vs 디지털 전송 비교 표

특징	아날로그 전송	디지털 전송
값의 형태	연속적인 값	이산적인 값 (0과 1)
사용되는 신호	주로 전기 신호, 광섬유, 무선 신호 등	디지털 신호 (전기 신호의 특별한 형태)
대표적인 예시	전화나 라디오에서 사용됨	컴퓨터 네트워크, 디지털 휴대폰 통신 등
정보 형태	주로 소리나 이미지 등 현실 세계의 다양한 형태의 정보를 전송하는 데 사용됨	주로 컴퓨터나 디지털 장치 간에 전송되는 데이터나 명령 등의 정보를 전송하는 데 사용됨
변조 방식	주파수, 진폭, 위상 등의 특성을 변조하여 정보를 전송함	0과 1의 이진 데이터로 정보를 표현하고, 이를 디지털 신호로 변환하여 전송함
오류 처리	오류에 강건함. 전송 중에 신호가 약해져도 일부 정보를 잃어버리더라도 전체적인 정보를 복구할 수 있는 기능을 가짐	디지털 데이터의 경우 오류에 강건함. 에러 검출 및 수정을 위한 다양한 기술이 존재함
대역폭	아날로그 신호의 경우 대역폭이 더 많이 필요함. 주파수와 진폭 등의 특성을 이용하여 다양한 정보를 전송함	디지털 신호의 경우 더 적은 대역폭을 필요로 함. 디지털 신호는 0과 1의 이진 형태이므로 정보의 표현이 더 간단함
확장성	기술 발전에 따라 점차적으로 사용이 줄어들고 있음. 디지털 통신 기술의 발전으로 대부분의 통신이 디지털로 이전 중	기술 발전에 따라 더 많은 정보를 전송할 수 있도록 확장 가능함. 디지털 신호의 장점을 살려 효율적으로 확장 가능함

방향에 따른 구분

방향	설명
단방향 통신 Simplex	데이터가 일 방향으로만 전송되는 통신 방식. 정보를 전송하는 장치가 있고, 그 정보를 수신하는 장치가 있는데, 데이터는 한쪽 방향으로만 흐름.
반이중 통신 Half Duplex	데이터가 양방향으로 전송되지만 동시에는 전송되지 않는 통신 방식. 송신과 수신 사이에는 교환되는 시간 간격이 있음. ex) 무전기
전이중 통신 Full Duplex	데이터가 양방향으로 동시에 전송되는 통신 방식. 송신과 수신이 동시에 일어나며, 독립적으로 데이터를 주고받을 수 있는 구조. ex) 전화기(스마트폰 등)

직렬전송/병렬전송

종류	설명
직렬전송 serial transmission	데이터 비트가 하나씩 순차적으로 전송되는 통신 방식. 한 번에 하나의 비트만 전송되지만 전송 속도가 빠르고, 전송 거리가 멀어질수록 신호의 왜곡이 적음.
병렬전송 parallel transmission	여러 비트가 동시에 병렬로 전송되는 통신 방식. 데이터를 한 번에 여러 비트씩 전송할 수 있어 전송 속도가 빠르지만, 전송 거리가 멀어질수록 신호의 왜곡이 많아짐

동기식/비동식 전송

동기식 전송 방식

1. 시간을 맞춰서 전송
2. 데이터 블록 단위로 전송하는 방식
3. 모뎀이나 다중화기 등의 장치로 타이밍 조정
   1. 문자 동기
      • SYN (Start) : 데이터 프레임의 시작을 나타내는 신호입니다.
        이 신호는 프레임의 시작을 알리고 데이터 송신자와 수신자 간의 동기화를 제공합니다. 보통 이진 형식에서는 "00001010"과 같은 비트 패턴으로 표현됩니다.
      • STX (Text Start) : 데이터 텍스트의 시작을 나타내는 신호입니다.
        이는 실제 데이터가 시작되는 부분을 표시합니다. STX 다음에는 데이터의 본문이 따라옵니다. 이진 형식에서는 "00000002"와 같은 패턴으로 표현됩니다.
      • ETX (Text End) : 데이터 텍스트의 종료를 나타내는 신호입니다.
        데이터 텍스트가 끝나는 지점을 나타냅니다. 이진 형식에서는 "00000003"과 같은 패턴으로 표현됩니다.
   2. 비트 동기
      
      • 트 동기화는 보통 특정한 패턴이나 비트를 사용하여 데이터 프레임의 시작을 표시합니다. 이를 통해 수신자는 데이터를 정확하게 읽을 수 있습니다.
      • 예를 들어, UART(유니버셜 비동기 수신 송신기)에서는 시작 비트가 데이터 프레임의 시작을 나타냅니다.
4. 데이터를 일정한 시간 간격으로 전송합니다.
5. 송신자와 수신자 간의 시계를 동기화시켜야 합니다.
6. 데이터를 전송할 때 시작과 끝을 알리는 추가적인 신호가 필요합니다.
7. 주로 신뢰성이 중요한 통신 환경에서 사용됩니다.
8. 대표적으로 동기 전송 방식으로는 동기식 직렬 통신과 동기식 병렬 통신이 있습니다

비동기식 전송 방식

1. 그때 그때 전달하는 것
2. 시작 Star Bit - 끝 Stop Bit으로 연결됩니다.
3. 휴지기간 존재합니다.
4. 데이터를 시간 간격에 상관없이 비동기적으로 전송합니다.
5. 시작과 끝을 나타내는 별도의 신호 없이 데이터의 비트들이 연속적으로 전송됩니다.
6. 주로 데이터 전송이 불규칙적이거나 속도가 일정하지 않은 환경에서 사용됩니다.
7. 대표적으로 비동기 전송 방식으로는 비동기식 직렬 통신이 있습니다.

동기/비동기 비교표

구분	동기식 네트워크	비동기식 네트워크
통신속도	고속 가능	상대적으로 느림
회로복잡도	높음	낮음
동기제어 방식	시계 신호에 의존	시작 및 종료 비트로 동기화
전송 단위	프레임, 패킷 등	문자 단위
적용 예	LAN, WAN 등	키보드, 마우스, 모뎀 등