Chapter 0. 데이터 통신 개요

1절. 데이터 통신

2절. 네트워크

3절. 네트워크 유형

4절.

1절. 데이터 통신

데이터(Data)

• '주어진 어떤 것'
• 'datum'의 복수형
• 사용자 간에 합의된 형태로 표현된 정보

데이터 통신(DC: Data communication)

• 정보의 공유를 의미하는 라틴어 'communicare'에서 유래
• 전선같은 특정 형태의 전송 매체로 두 장치 간 데이터 교환
• '통신' == '정보 공유'

전기 통신(Tele Communication)

• 'tele'는 그리스어로 멀다는 의미
• 원거리 통신

기본 특성

특성	영문	설명
전달성	Delivery	- 정확한 목적지에 전달 - 원하는 장치나 사용자에 전달
정확성	Accuracy	- 정확한 데이터 전달
적시성	Timeliness	- 적정 시간 내에 데이터 전달
파형 난조	Jitter	- 서로 일정하지 않은 패킷 도착 시간 - 음성, 동영상 등

구성 요소

메시지(Message)

• 통신 대상인 전송되는 정보(데이터)
• 정보는 문자, 숫자, 소리, 그림, 영상 또는 이들의 조합

송신자(Sender)

• 메시지를 보내는 장치
• 예시
• 컴퓨터
• 핸드폰

수신자(Receiver)

• 메시지를 받는 장치
• 예시
• 컴퓨터
• 핸드폰
• TV

전송매체(Medium)

• 송신자에서 수신자까지 메시지를 전달하는 물리적인 경로
• 예시
• 꼬임쌍선(Twisted Pair Wire)
• 동축케이블(Coaxial Cable)
• 광케이블(Fiber-Optic Cable)
• 레이저
• 무선파

프로토콜(Protocol)

• 데이터 통신을 제어하는 규칙들의 집합
• 송/수신자는 반드시 동일한 프로토콜 사용

데이터 표현

1. 문자(Text) : 비트 패턴, 0과 1로 된 비트들의 순차열로 표현

2. 코드(Code) : 부호를 표현하기 위한 비트 패턴들의 집합

3. 코딩(Coding) : 부호를 표현하는 과정
4. ASCII : 현재 유니코드의 처음 127개의 문자에 해당, 기본 라틴(Basic Latin)

5. 유니코드(Unicode) : 32 bit 사용. 전 세계 모든 문자 표현

6. 숫자(Number) : 비트 패턴을 사용하여 표현

7. 영상(Images) : 픽셀(Pixel), 해상도(Resolution)

8. 흑백(1 또는 2 비트)

9. RGB(Red, Green, Blue)

10. YCM(Yellow, Cyan, Magenta)

11. 오디오(Audio) : 연속 신호(소리 or 음악)

12. 비디오(Video) : 연속적인 개체 또는 여러 화상의 조합

전송 방식

• 연결된 두 장치 간 데이터를 전송할 때 신호가 전달되는 방향을 기준으로 구분

1. 단방향 방식(Simplex Mode)

• 일방통행로처럼 한 방향으로만 통신 가능
• 두 장치 간 한쪽은 전송만 가능, 다른 쪽은 수신만 가능

• ex) 자판은 입력만 모니터는 출력만 가능

• 반이중 방식(Half-Duplex Mode)

• 각 지국은 송신과 수신이 가능하지만 동시에는 불가능
• 장치가 송신할 경우 다른 장치는 수신만 가능
• 양방향으로 통행이 가능한 외길과 동일한 방식

• ex) 워키토키와 생활 무전기(citizens band, 시민 밴드)

• 전이중 방식(Full-Duplex Mode)

• 양쪽 지국이 동시에 송신과 수신 가능
• 양방향으로 통신이 가능한 2차선 도로와 같음
• 신호는 링크의 용량을 공유해서 양방향으로 전달
• ex) 전화

2절. 네트워크

네트워크(Network)

• 통신이 가능한 서로 연결된 장치의 모임, 망
• 호스트(Host, 종단 시스템(end system))
• ex) 대형 컴퓨터, 데스크탑, 노트북, 휴대폰, 보안 시스템
• 연결 장치
• 라우터(Router) : 서로 다른 네트워크를 연결하는 장치
• 교환기(Switch) : 장치를 서로 연결하는 장치
• 모뎀(Modem), 변복조기 : 데이터의 형태를 변환하는 장치

통신 채널(Channel)

• 장치를 연결하는 링크
• 장치들은 유선 또는 무선 통신 매체를 통해 연결

네트워크 평가기준(Network Criteria)

1. 성능(Performance)

2. 전달 시간, 응답 시간 등으로 측정

   • 전달 시간(Transit Time) : 메시지가 한 장치에서 다른 장치로 이동하는 데 걸리는 시간
   • 응답 시간(Response Time) : 요청과 응답에 걸리는 시간
3. 네트워크 성능 결정 요인
   • 사용자 수
   • 전송 매체 유형(데이터 전송률)
   • 연결된 하드웨어
   • 소프트웨어의 효율성

4. 처리율(Throughput, 처리량)과 지연(Delay)라는 두 가지 척도로 평가

5. 신뢰성(Reliability)

6. 고장 빈도 수

7. 고장이 난 후 링크를 복구하는데 소요되는 시간

8. 재난 발생 시 네트워크의 안전성 등에 의해 측정

9. 보안(Security)

10. 불법적인 접근으로부터 데이터 보호
11. 손상으로부터 데이터 보호
12. 개발, 정책 구현
13. 침해, 데이터 손실로부터 복구 절차 등 포함

연결 유형

1. 점-대-점 회선 구성(Point-to-Point Line Configuration)

2. 두 장치 간 전용 링크 제공

3. 채널의 전체 용량은 두 장치 간 전송을 위해서만 제공
4. 양쪽 끝에 연결된 케이블이나 전선 사용

5. ex) 텔레비전 제어 시스템, 리모컨 간 연결

6. 다중점(Mutipoint, 멀티드랍(Multidrop))

7. 3개 이상의 특정 기기가 하나의 링크를 공유하는 방식
8. 채널의 용량을 공간적 / 시간적으로 공유

토폴로지(Physical Topology)

• 물리적인 구조, 접속형태
• 네트워크에서 컴퓨터의 위치나 컴퓨터의 케이블 연결 등의 물리적인 혹은 논리적인 배치 방식

그물형(Mesh) 접속 형태

• 모든 장치는 다른 장치와 점-대-점 링크
• n개의 장치를 서로 연결하기 위해 n(n - 1) / 2개의 채널이 요구

• (n - 1)개의 입출력(I / O) 포트

• 장점

• 전용 링크의 사용으로 원하는 자료의 전송을 보장

• 안정성이 높음

• 프라이버시와 보안

• 단점

• 설치와 재구성에 어려움
• 큰 설치 공간 및 높은 비용 필요

성형(Star) 접속 형태

• 허브(Hub)라는 중앙제어장치(Central Controller)와 전용 점-대-점 링크 구성
• 각 장치 간 직접적인 통신 불가
• 모든 전송은 제어 장치를 통한 전송

• 각 장치와 연결을 위해 1개의 링크와 1개의 입출력(I / O) 포트 필요

• 장점

• 한 링크의 문제가 다른 링크에 영향을 주지 않음

• 설치와 재구성에 용이

• 단점

• 허브가 고장날 경우 전체 시스템 고장
• 링형, 버스형보다 많은 케이블 연결 필요

버스(Bus) 접속 형태

• 다중점 형태
• 하나의 긴 테이블이 모든 장치를 연결하는 백본 또는 중추 네트워크 역할

• 탭(Tap)과 유도선(Drop Line)에 의해 버스에 연결

• 장점

• 쉬운 설치

• 가장 적은 양의 케이블 사용

• 단점

• 재구성이나 결함 분리의 어려움
• 중추 케이블 결함 시 다수의 장치에 영향

링(Ring) 접속 형태

• 자신 양쪽 장치와 전용 점-대-점(Point to Point) 연결

• 각 장치는 중계기(repeater) 포함

• 장점

• 쉬운 설치와 재구성

• 신호의 항상 순환으로 만약 한 장치가 특정한 시간 내에 신호를 못받을 경우 경보 발생

• 단점

• 단방향 전송
• 링의 결함은 전체 네트워크 마비
  • 이중 링 또는 결함이 있는 지점을 단절시킬 수 있는 교환기를 사용하여 해결해야 함

혼합형(Hybrid) 접속 형태

다수의 접속 형태인 경우 여러 개의 topology를 혼합해 사용 버스(Bus)형 + 성(Star)형

3절. 네트워크 유형

네트워크 종류 유형

근거리 통신망(LAN)

• Local Area Network
• 개인 소유, 단일 사무실, 건물, 학교 등에 있는 호스트들을 연결

LAN 연결 방식

1. 공유 케이블 LAN(과거)
2. 교환기 LAN(현재)