[네트워크] 1.데이터 통신 및 기초

데이터 통신

컴퓨터와 같은 기기 사이에서 디지털  형태로 표현된 데이터(1,0)를 주고받는 것을 의미한다.

 

데이터 통신의 3요소: 송신사, 수신자, 전송매체

프로토콜(Protocol)이란, 송신자와 수신자 사이의 합의된 통신 규약을 의미한다.

 

 

TCP/IP 프로토콜 5계층

1. Physical layer: 물리적인 통신 매체에 대한 규약으로 bit를 다음 링크로 전달한다.
2. Datalink layer: 유무선 링크를 통해 frame을 전달한다.
3. Network layer: 서롣 다른 네트워크 간의 연결을 생성한다.
4. Transport layer: 응용 프로그램 간의 신뢰성 있는 통신을 담당한다.
5. Application layer: 응용 프로그램 간의 연결을 지원해준다.

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에러 검출 및 정정 기법

1. Parity

보내고자하는 데이터와 더불어 에러 검출을 위한 추가적인 비트를 보내어 오류를 검출한다. 0과 1중 1의 수에 따라 even/odd parity로 구분된다. 더 진보된 방식으로는 Row and Column Parity(RAC Parity)가 존재한다.

 

RAC Parity는 행과 열에 대한 parity bit를 추가하여 검사하는 방식으로 더 많은 오류 검출과 오류 정정 또한 가능하다. 하지만 보내야 하는 비트 수가 많아진다는 단점이 있다.

2. Checksum

보내는 데이터를 특정 단위로 나누어 나온 숫자들을 모두 더하여 1의 보수를 취한 값을 추가로 보내는 기법이다. 데이터의 크기에 상관이 없고 많은 오류를 찾을 수 있다. Checksum은 헤더에 붙어서 SW적으로 구현된다.

3. CRC

보내는 데이터들을 나눗셈으로 통해 얻어지는 CRC 값을 추가로 보내어 오류를 검출하고 정정하는 기법이다. 네트워크 인터페이스 카드(하드웨어)에서 구현되는 방식으로 데이터 마지막에 붙는다.

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Circuit Switched Network

점대점 통신으로 송신자와 수신자 사이에 경로가 생성되는 네트워크 기법이다. 통신을 하기 위해 회선생성, 통신, 해제의 단계를 거친다. 특정 시간 동안 기반구조를 대여하여 사용가는 개념이며, 독립된 물리 경로와 같은 성능을 가진다.

 

Packet Switched Network

데이터를 보낼 시 전체 데이터를 작은 크기의 패킷으로 나누어 전송하는 방식이다. 통신을 시작하기 위한 특별한 설정 단계가 없고, 유저들은 기반구조를 공유하여 사용하는 형태이다. 현재 인터넷에서 사용하고 있는 방식이다.

LAN과 WAN

• LAN: 근거리에 사용하는 네트워크로 저렴하다는 장점이 있다
• WAN: 먼거리에 사용하는 네트워크로 여러개의 LAN이 합쳐진 개념이다. 그에 따라 LAN에 비해 비싸다.

출처:https://hongku.tistory.com/145

 

다중 접속 프로토콜

1. 채널화 프로토콜

• FDMA: 매체를 주파수 영역으로 나누어 접근한다.
• TDMA: 매체를 시간으로 나누어 접근한다.
• CDMA: 매체를 코드로 나누어 접근한다.

2. Contolled Access Protocols

• Polling: 중앙 컨트롤러가 각 노드에게 전송할 데이터가 있는지 물어본다.
• Reservation: 각 노드는 전송을 하기 전에 요청을 보내어 예약한다.
• Token passing: 순환하는 토큰이 존재하고, 이 토큰을 소유한 노드는 패킷을 전송할 수 있다.

3. Random Access Protocol

• ALOHA: 가장 초기에 사용하던 프로토콜로 전송을 하고 잘 전송이 되었는지 확인하는 과정이 없다.
• CSMA/CD: 이더넷에서 사용하는 프로토콜로 충돌이 발생할 경우 Jamming signal을 보내어 다시 랜덤한 시간을 기다린 후 패킷을 재전송한다.
• CSMA/CA: 충돌 감지가 어려운 무선랜 와이파이에서 사용하는 프로토콜로 충돌을 사전에 예방하는 방식이다.

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LAN의 확장 방식: Repeater, Bridge and Switch

• Repeater: 물리적 계층에서 작동하는 방식으로 신호를 증폭한다. 저렴하지만 증폭 시 노이즈도 증폭된다는 문제가 있다.
• Bridge: 계층2에서 사용하는 확장 방식으로 서로 다른 LAN 지역을 묶어 하나의 LAN으로 만드는 기법이다. 각 지역 별로 동시에 전송이 가능하며, 노이즈 증폭이 없고, 충돌이 존재하지 않는다.

• Switch: 계층2에서 사용하는 확장 방식으로 bridge와 비슷하지만 더 진보된 형태이다. Switch는 프레임을 확인하고 검사하며 충돌이 없어 CSMA/CD가 불필요하다. 그리고 포트는 병렬로 작동한다.

 

WAN으로의 확장: Router

• Router: 계층 3에서 동작하며 외부의 다른 네트워크를 연결하여 WAN을 구성한다.