네트워크 (2)

데이터 통신 시스템

- 교환 시스템

데이터를 최종 목적지까지 올바르게 전달하도록 데이터를 중개하는 교환 기능 제공

 

종류

1. 회선 교환 방식

연결형 서비스를 제공하며 음성 전화 서비스를 통해 발전되었다.

고정 대역폭의 전송률을 지원하고 네트워크 구조가 단순하다.

2. 패킷 교환 방식

비연결형 서비스를 제공하며 컴퓨터 네트워크를 통해 발전되었다

가변대역의 전송률을 지원하고 네트워크 구조가 복잡하다

3. 프레임 릴레이 방식, 셀 릴레이 방식

데이터의 전송 속도를 향상시키는 기술이다.

교환 방식

 

전송 선로를 이용해 데이터를 전송할 때는 전용 회선 또는 교환 회선을 이용한다.

1. 전용회선방식 : 송신 호스트와 수신 호스트가 전용 통신 선로로 연결

2. 교환회선방식 : 전송 선로 하나를 다수의 사용자가 공유하고 호스트가 데이터를 주고 받기 위해 중개 시스템이 필요하다

 

- 회선 교환

데이터를 전송하기 전에 연결 경로를 미리 설정하는 방식

모든 데이터가 같은 경로로 전달되고 고정 대역의 전송 선로를 할당받아 안정적으로 데이터를 전송한다.

연결이 유지된느 동안에 다른 연결에서 이 대역을 사용할 수 없다.

라우팅 작업이 쉽다.

 

- 패킷 교환

송신 호스트가 전송 데이터를 패킷으로 나누어 전송하는 방식

데이터를 미리 패킷 단위로 나누어 전송하고 전용 대역을 따로 할당하지 않기 때문에 가변 크기의 전송률을 지원한다.

각 패킷은 독립적인 라우팅 과정을 거쳐 목적지에 도착한다.

 

가상회선 방식과 데이터그램 방식으로 나뉘어지는데

가상회선 방식은 모든 패킷의 경로를 일정하게 유지하는 방식이고 데이터그램 방식은 서로 다른 경로를 이용하는 방식이다.

 

- 메시지 교환

전송하는 메시지의 헤더마다 목적지 주소를 표시하는 방식

장점으로는 교환시스템에서 전송 데이터를 저장하는 기능을 제공하는 점과

송신 호스트가 보내는 시점과 수신 호스트가 받는 시점이 반드시 일치할 필요가 없다는 점이다.

 

교환시스템 서비스방법 및 패킷 교환

- 패킷 교환

패킷의 전송 경로 결정이 가장 중요하다

1. 가상회선

연결형 서비스를 지원하기 위한 기능으로 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송한다.

가상 연결 설정을 통해 전송되는 모든 패킷의 경로가 동일하고 패킷의 도착 순서도 동일하다.

 

*파이프

한 프로세스의 출력을 다른 프로세스의 입력으로 사용할 수 있도록 프로세스 사이를 연결시키는 논리적인 통신 매체

 

2. 데이터그램

비연결형 서비스를 지원하기 위한 기능으로 패킷을 독립적으로 전송한다.

정보의 양이 적거나 상대적으로 신뢰성이 중요하지 않는 환경에서 사용한다.

송신 호스트가 전송한 패킷은 보낸 순서와 무관한 순서로 수신된다.

 

3. 프레임 릴레이와 셀 릴레이

패킷 교환 방식이 고안된 시점에서 전송오류가 많이 발생했는데 이를 처리하기 위해 오버헤드 비트를 다량 추가했다.

 

프레임 릴레이 : 동일한 속도의 전송 매체로 고속 데이터 전송을 지원할 수 있도록 고안된 기술

개별연결에서 데이터 프레임과 긍정 응답 프레임을 반복적으로 교환한다.

오류제어 기능을 단순화하는 작업으로 데이터 전송 효율을 크게 향상시킨다.

 

셀 릴레이 : ATM 방식

회선 교환과 패킷 교환 방식의 장점을 모아 고안하였다. 셀이라는 고정 크기의 패킷을 사용한다.

 

네트워크 규모에 따른 분류

- LAN (Local Area Network)

소규모 지역에 위치하는 호스트로 구성된 네트워크로 브로드캐스팅 방식으로 전송한다.

 

1. 버스형 : 공유 버스 하나에 여러 호스트를 직접 연결

이더넷 : 충돌이 발생하는 것을 허용하는 대신에 충돌 후에 문제를 해결하는 사후 해결 방식

 

2. 링형 : 전송 호스트의 연결이 순환 구조인 링 형태를 띔

전송한 데이터는 링 한바퀴를 돌아 송신 호스트로 되돌아온다.

토큰이라는 제어 프레임을 사용해 충돌 가능성을 차단한다.

 

- MAN (Metropolitan Area Network)

LAN보다 큰 지역을 지원하는 네트워크 (도시 규모)

 

DQDB 구조 지원 : 2개의 단방향 선로가 존재하여 분산 데이터 큐를 유지하고 충돌 문제를 해결하였다.

 

- WAN (Wide Area Network)

국가 이상의 넓은 지역을 지원하는 네트워크

점대점으로 연결된 WAN 환경은 전송과 더불어 교환 기능이 반드시 필요하다.

연결의 수가 증가할수록 전송 매체 비용이 많이 필요하다.

 

- 인터네트워킹

정의 : 둘 이상의 서로 다른 네트워크를 연결하는 기능

 

게이트웨이

1. 리피터 : 계층1 기능(물리 계층)을 지원한다.

 

2. 브리지 : 계층2 기능(데이터 링크 계층)을 지원한다.

연결되는 LAN이 다른 종류일 경우 프레임해석/변환 작업이 필요하기에 그 작업을 수행한다.

브리지에 연결되는 LAN 종류만큼 MAC/물리 계층을 처리해야 한다.

 

트랜스패런트 브리지 : 라우팅 기능을 사용자에게 투명하게 보여준다.

브리지 사용자는 프레임에 라우팅 정보를 추가하지 않아도 된다.

간편하지만 효율적이지는 못하다.

 

소스 라우팅 브리지 : 링 구조의 네트워크에서 사용되며 송신자가 전송 프레임 내에 경로 정보를 제공한다.

브리지는 프레임 내의 경로 정보를 이용하여 중개한다.

 

라우팅 테이블 : 라우팅 정보에 대해 알려주는 테이블

LAN이 동작하면서 자동으로 생성된다.

역방향 학습 알고리즘을 통해 라우팅 정보를 얻는다.

 

스패닝 트리 : 네트워크의 비순환 구조

 

3. 라우터 : 계층3 기능(네트워크 계층)을 지원하고 경로 배정 기능을 수행한다.