4장, 네트워킹과 인터넷 [LAN의 분류,프로토콜,CSMA,네트워크 결합]

네트워크 기초

 

- LAN의 분류 

 

유선/무선 - > 선이 있냐 없냐의 차이. 무선LAN은 wifi가 있다

일반/고속 - > 전송속도가 빠르냐 느리냐의 차이

기저대역 - 주파수의 대역폭이 좁으며 baseband 라고 불린다. 1차선 도로라고 생각하면 된다.

광대역 - 대역폭이 넓으며 병렬이다. 다차선 도로라고 생각하면 된다.자유경쟁형은 토큰이 없다. 다른장치와 경쟁을 이겨야만 가능함토큰이용형은 토큰이 있어야만 가능함.

 

-유선 버스형 LAN - 이더넷(자유경쟁형) 구성

컴퓨터의 버스 구조와 비슷한 형태이다.

10Base-T를 보면 10은 전송속도, Base는 Baseband인 기저대역을 뜻하고 T는 twist로 꼬임선을 뜻한다. 오른쪽 사진과 같다. 

RJ45젝을 통해 컴퓨터에 연결된다.

아래와 비슷하게 생긴 스타(star)형 구조도 있는데, 

하나의 스위치를통해 데이터를 송/수신하는것이다. 

 

프로토콜 = 원거리 통신 장비 사이에서 메시지를 주고 받는 양식과 규칙

 

프로토콜 표준을 개발하고 채택함으로써, 업체들은 다른 업체의 제품과 호환되는 네트워크 응용 제품을 만들 수 있다.

=>네트워크 기술의 발전에 필수불가결한 과정이다.

 

물리적 측면

- 자료 전송에 쓰이는 전송 매체, 접속용 단자 및 전송 신호, 회선 규격

논리적 측면

-프레임(자료의 표현 형식 단위) 구성, 프레임 안에 있는 각 항못의 뜻과 기능 등

 

프로토콜 표준은 양식과 규칙 등을 정의하지만 구현은 독립적임.

-다른 기종 간의 통신이 가능해짐

-하드웨어, 소프트웨어 모두를 사용하여 구현되기도 함

-업체들은 호환되는 네트워크 응용 제품을 만들 수 있음

-국제표준 프로토콜( 이론적으로만 사용) : OSI참조모델

-업계표준 프로토콜 : TCP/IP

 

IEEE(IE트리플) LAN 표준안 ( LAN카드 안에 구현되어있다)

-LLC(Logical Link Control) 프로토콜 

= 여러 다양한 MAC 부계층과 상위 계층 간의 접속을 담당함

에러 제어, 흐름 제어, 다중화, MAC 부계층과의 독립성 유지

-MAC(Media Access Control) 프로토콜

= 공유하는 매체로의 접속을 규제하여 모든 노드에 프레임을 전송할 기회를 주는 기능 담당

물리계층 상의 토폴로지와 사용되는 매체의 특성에 맞추어 제어를 담당 

 

유선 LAN 프로토콜

-CSMA/CD( Carrier Sense, Multiple Access with Colision Detection) = 회선이 전송되는지 안되는지 확인을 하고, 동시에 보낸다. 현재 다른 장치가 데이터를 보내는지 확인하여 충돌이 일어나지 않아야한다.

-제록스사가 동축케이블을 매체로 하는 "자유경쟁형" 방식의 버스형 LAN을 위해 개발한 MAC계층 프로토콜.

-동작원리

1) 각 노드는 전송할 프레임을 NIC(네트워크카드)의 버퍼에 저장한다.

2) 먼저 버스가 사용 중인지를 검사한다.(carrier sense) 만약 버스가 사용중이라면 임의의 시간동안 기다린 후 다시 검사한다. (전류 감도를 통해서)

3) 버스가 사용 중이지 않다면 프레임을 버스로 전송한다.(multiple access)

4) 버스에서 충돌이 발생하였는지를 검사한다. 충돌 발생을 감지하였다면 충돌 신호를 버스로 보낸다.(collision detection)

5) 충돌 신호를 받은 노드는 임의의 시간 후에 2)단계를 수행한다.

->최대 16번까지 가능하다

 

무선 LAN 은폐 단말기 문제

무선 LAN에 연결된 컴퓨터는 자신의 송신행위가 여러가지 이유로 다른 컴퓨터의 송신 행위와 충돌하는지 여부를 탐지할수 없다.

=>충돌을 탐지하는 방법 대신 피하는방법이 필요하다. 

 

-CSMA/CA(Carrier Sense, Multiple Access with Colision Avoidance)=회선이 전송되는지 안되는지를 확인하고 동시에 보낼때 충돌을 피하려고 하는 방법

IEEE 802.11 표준, 무선 LAN을 위해 개발한 MAC계층 프로토콜

1) 각 노드는 전송할 프레임을 NIC(네트워크카드)의 버퍼에 저장함.

2) 다른 노드가 채널을 사용(프레임을 전송) 중인가를 감지한다.

3) 채널이 사용되고 있지 않음을 확인한 후 그 시점부터 일정한 시간을 기다린다.(1차 충돌 회피)

4) 전송할 준비가 되어있는 노드는 임의의 수(time-slot)을 선택하여 기다리면서 채널을 감지한다.(2차 충돌 회피)

5) time-slot이 지난후

채널이 사용되고 있지 않다면 프레임 전송함. 그리고 수신측에서 ACK(확인)신호를 보낸다.

만약 사용중이라면 타이머를 멈추고 다시 감지함. 사용되지 않으면 다시 타이머를 작동함.

 

=>데이터의 실시간 전송 보장이 어렵다. 계속 회피하기때문에,,또한 충돌을 완전히 제거하지못한다.

 

네트워크의 결합= 기존의 네트워크들을 연결하여 네트워크 시스템을 확장하는것

-연결장치

데이터 왜곡이 일어나지 않는 길이는 500m내 이다. 보통 노드사이 거리가 5m이고 버스와 노드의 거리는 50m이다.

1)리피트

=두개를 연결한것. 신호를 증폭하여 전달함

2)브릿지

=두개를 연결한것. 각 메시지의 목적지 주소를 봐서 브릿지 반대편의 노드로 향하는 메시지만 전달함. 그래서 더 효율적임

3)스위치

=두개 이상을 연결한것. 각각에 필요한쪽에 전달되므로 더 효율적이다.

 

 

4)라우터 = 호환되지 않는 네트워크들을 연결

인터네트워크(internet) 상에서 메시지 전달의 경로 분배 기능을 한다(=라우팅)

Internet과는 다르다. 네트워크의 네트워크를 구축하는 방식으로 연결되는것이다.

모든 노드에 고유한 주소를 지정함.

전달 테이블(forwarding table)= 라우터는 메시지들을 목적지 주소에 따라 전달할 방향에 관한 정보를 담고있음. 

 

게이트웨이: 네트워크가 인터네트워크와 연결되는 지점

 

-프로세스 통신 방법

프로세스 간 통신= 한 네트워크 안의 서로 다른 컴퓨터 상에서 실행되는 다양한 프로세스들이 함께 동작을 조정하거나 지정된 작업을 수행하기 위해서 협력하는 방식.

-클라이언트/서버 모델

클라이언트: 다른 프로세스에게 무엇인가를 요청

서버: 클라이언트의 요청 들어줌

ex)프린터서버,웹서버,파일서버 ,텔넷 서버 등..

 

-P2P모델

= 협력하는 두개의 프로세스가 동등한 자격으로 서로 서비스를 주고받음. 

필요할 때만 일시적으로 실행됨. 

 

군중-배포 행위에 참여하는 개체들의 집합.

 

파일공유에서 P2P모델이 클라이언트/서버 모델을 대체하고 있다.

이유1. 서비스를 하나의 서버에 집중시키는대신에 여러 개체에 분담시킨다.

이유2. (유감스럽지만) 합법성이 의심될때 중앙 서버가 없으면 저작권법을 집행하려는 법적 조치가 더 어려워진다. 

 

P2P는 네트워크상에서 두 프로세스가 통신을 하는 방식을 가르키는 용어임. 네트워크 성질을 나타내는것이아니다. 

P2P모델을 사용하여 통신하다가 다른 프로세스와는 클라이언트/서버 모델을 사용하여 통신할수도있음. 

ex) 메신저, 대화형 게임 등

 

-분산시스템

클라우드 컴퓨팅= 네트워크 기술을 이용하여 IT자원을 서비스로 제공하는 형태. 정보의 저장장소이다. 임대 형식..

ex) 아마존 AWS, 네이버 클라우드 등