데이터 통신 (Data Communacations) 한남대학교 컴퓨터공학과 이 재 광 교수 1
수업 계획 < 과목명 : 데이터 통신 < 학점 및 이수구분 : 3학점, 전공선택 < 주당시간 : 강의(3시간) < 수강대상 : 컴퓨터공학과 < 담당교수 : 이 재 광 < 연 구 실 : 공과대학 90704호 < 전화번호 : 7559(구내) < E-mail : jklee@hnu. kr Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 2
수업 목표 < 데이터 통신과 컴퓨터 통신에 대한 기본 원리 및 구조, 표준을 이해한다 < 네트워크와 관련된 기술과 개념을 이해한다 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 3
수업 방법 < 지난 수업 내용을 정리하고 추가 질문을 받는다 < 수업 내용을 제시하고, 수업을 진행한다 < 강의 내용에 대한 요점을 정리한다 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 4
평가 방법 < 평가기준 : 절대평가 < 중간고사 : 30% < 기말고사 : 30% < 과제물 : 30% < 출석 : 10% Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 5
교재(Text) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 6
참고 문헌 < 이재광외 2명, “데이터 통신과 네트워킹”, 교보문고, 2007 < Behrouz Forouzan, “Introduction to Data Communication and Networking”, Mc. Graw-Hill, 2007 < 안병호, 박정훈, “데이터 통신론”, 이한출판사, 1996 < 김종상 역, “데이터 통신과 컴퓨터 통신”, 희중당, 1995 < 채기준, 김준년, “데이터 통신 및 분산망”, 희중당, 1995 < 성승희, 이인행, “데이터 통신과 프로토콜”, 홍릉과학출판사, 1991 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 7
목차 1. 개요 2. 네트워크 모델 3. 데이터와 신호 4. 디지털 전송 5. 아날로그 전송 6. 대역폭 활용 : 다중화와 확장 7. 전송 매체 8. 회선 교환 9. 데이터 통신을 위한 전화 및 케이블 네트워크 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 8
목차(계속) 10. 오류 검출과 오류 정정 11. 데이터 링크 제어 12. 다중 접근 13. 유선 LAN : 이더넷(Ethernet) 14. 무선 LAN 15. LAN 연결, 백본망과 가상 LAN 16. 무선 WAN : 셀 방식 전화와 위성망 17. SONET/SDH 18. 가상회선 교환 : 프레임 중계와 ATM Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 9
Chapter 1 개요 (Introduction). Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 10
1장 개요 1. 1 데이터 통신(Data Communications) 1. 2 네트워크(Networks) 1. 3 인터넷(Internet) 1. 4 프로토콜과 표준(Protocols and Standards) 1. 5 요약(summary) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 11
1. 1 데이터 통신 < 전기 통신(telecommunication, 원격통신)은 먼거리에서 행해지 는 통신을 의미(tele는 그리스어로 “멀다”는 의미) < 데이터(data)는 데이터를 만들어 사용하는 사용자간에 합의된 형태로 표현된 정보 < 데이터 통신(data communication)은 전선과 같은 통신매체를 통하여 두 장치간에 데이터를 교환하는 것 < 주요 토픽(topic) 1) 구성요소(Components) 2) 데이터 표현(Data Representation) 3) 데이터 흐름(Data Flow) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 12
1. 1 데이터 통신 < 데이터 통신 시스템의 기본 특성 Ü 전달(delivery) – 정확한 목적지에 전달, 원하는 장치나 사용자에게 전 달. Ü 정확성(accuracy) – 데이터를 정확하게 전달. Ü 적시성(timeliness) – 데이터를 적정 시간 내에 전달. Ü 파형 난조(jitter) – 패킷 도착 시간이 서로 조금씩 음성이나 동영상 품 질(quality)이 일정치 못함. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 13
1. 1 데이터 통신 < 구성 요소(component) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 14
데이터 통신 구성 요소 < 메시지(Message) Ü 전송되는 정보(데이터) Ü (문자, 숫자, 그림, 소리, 영상 또는 이들의 조합) < 송신자(Sender) Ü 메시지를 보내는 장치 Ü (컴퓨터, 전화기, 비디오 카메라 등) < 수신자(Receiver) Ü 메시지를 받는 장치 Ü (컴퓨터, 전화기 , TV) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 15
데이터 통신 구성 요소 < 전송매체(Medium) Ü 송신자에서 수신자까지 메시지를 전달하는 물리적인 경로 Ü (꼬임선(twisted pair wire), 동축선(coaxial cable 광케이블(fiber-optic cable), 레이저 또는 무선파) < 프로토콜(Protocol) Ü 데이터 통신 수행 규칙들의 집합(상호 합의) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 16
데이터 표현 < 문자(text) : 비트 패턴, 즉 0과 1로 된 비트들의 순차열로 표현. Ü 코드(code) : 부호를 표현하기 위한 비트 패턴들의 집합 Ü 코딩(coding) : 부호를 표현하는 과정 Ü ASCII : ANSI 표준 코드(7 bit) Ü 확장 ASCII : 8 bit(부록 A 참조) Ü 유니코드(unicode) : 32 bit 사용. 전 세계 모든 문자 표현 < 수(number) : 비트 패턴을 사용하여 표현 < 화상(images) : 픽셀(pixel), 해상도(resolution) Ü 흑백(1 또는 2 비트) Ü 칼라(RGB, 또는 Y(yellow), C(cyan), M(magenta)) < 음성(audio) : 연속 신호(소리나 음악) < 동영상(video) : 연속적인 개체 또는 여러 화상의 조합 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 17
데이터 흐름 방향 < 단방향 방식(simplex mode) Ü 한쪽 방향으로만 통신이 가능 Ü 한 지국은 송신만, 다른 한 지국은 수신만 가능 Ü 예 : 자판, 모니터 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 18
데이터 흐름 방향 < 반이중 방식(half-duplex mode) Ü 각 지국들은 송, 수신이 가능 Ü 각 지국간 동시에 송신 불가 Ü 예 : 워키토키, 민간방송용 라디오(CB radio) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 19
데이터 흐름 방향 < 전이중 방식(full-duplex mode) Ü 양쪽 지국간 동시에 송/수신이 가능 Ü 양방향으로 통행이 가능한 2차선 도로와 같음 Ü 신호는 링크의 용량을 공유해서 양방향으로 전달 Ü 예 : 전화 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 20
1. 2 네트워크(network) < 통신 링크에 서로 연결된 장치 (노드: node, 컴퓨터나 프린터)의 모임 < 작업을 여러 컴퓨터에 나누어 처리하는 분산처리(distributed processing) 에 사용 < 네트워크 평가기준 Ü 성능(performance) w 전달시간(transit time), 응답시간(response time), 처리율(throughput)과 지연 (delay) Ü 신뢰성(reliability) w 고장의 빈도 수, 고장 난 후 링크를 복구하는데 소요되는 시간 Ü 보안(security) w 불법적인 접속이나 바이러스로부터 보호 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 21
물리적 구조 : 연결 유형(Type of connection) < 점-대-점 회선 구성(point-to-point line configuration) Ü 채널의 전체 용량은 두 기기간 전송을 위해서 사용 Ü 케이블이나 전선, 또는 극초단파나 인공위성 연결과 같은 방식도 가능 Ü 텔레비전 채널을 바꿀 때 사용하는 적외선 리모컨 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 22
물리적 구조 : 연결 유형(Type of connection) < 다중점 (multipoint, 멀티드롭(multidrop)) Ü 3개 이상의 특정 기기가 하나의 링크를 공유하는 방식 Ü 채널의 용량을 공간적으로 또는 시간적으로 공유 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 23
물리적 구조 : 접속 형태(topology) < 물리적 혹은 논리적인 네트워크 배치 방식 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 24
그물형(Mesh) 접속형태 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 25
그물형(Mesh) 접속형태 < 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 Ü 원활한 자료 전송 보장 : 점-대-점 전용 링크 제공 Ü 높은 안정성 Ü 비밀 유지와 보안 Ü 결함 식별과 분리가 비교적 용이 < 단점 Ü 케이블의 양과 요구되는 I/O 포트 수 Ü 설치와 재구성의 어려움 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 26
스타형(star) 접속형태 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 27
스타형(star) 접속형태 < 허브(hub)라는 중앙제어장치(central controller)와 전용 점-대-점 링크 구성 < 각 장치간 직접적인 통신 불가 < 모든 전송은 제어 장치를 통해 전송 < 1개의 채널 < 1개의 I/O 포트가 요구 < 장점 Ü 그물형 접속형태보다 적은 비용 Ü 설치와 재구성이 용이 < 단점 Ü 허브가 고장나면 전체 시스템 고장 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 28
버스형(bus) 접속형태 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 29
버스형(bus) 접속형태 < 다중점 형태 < 탭(tap)과 유도선(drop line)에 의해 버스에 연결 < 장점 Ü 설치가 쉽다 Ü 가장 적은 양의 케이블 사용 < 단점 Ü 재구성이나 결함 분리의 어려움 Ü 중추 케이블의 결함시 다수의 장치에 영향을 줌 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 30
링형(ring) 접속형태 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 31
링형(ring) 접속형태 < 자신의 양쪽에 위치한 장치와 전용 점-대-점 회선을 구성 < 각 장치는 중계기(repeater) 포함 < 장점 Ü 설치와 재구성이 쉽다 Ü 신호는 항상 순환 Ü 경보(일정 시간 내 신호가 수신되지 않을 시 위치를 경보) 사용 < 단점 Ü 단방향의 경우 링의 결함 시 전체 네트워크 마비 < 해결책 Ü 이중 링 또는 결함 지점의 단절 스위치 사용을 통해 해결 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 32
혼합형(Hybrid) 접속형태 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 33
네트워크 범주(Categories of Networks) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 34
LAN : Local Area Network < 개인소유 또는 단일 사무실, 건물 혹은 학교 등에 있는 장치들을 서로 연결하여 자원 공유를 목적으로 설계 < 버스형, 링형, 스타형 사용 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 35
MAN : Metropolitan Area Network < 네트워크를 전체 도시로 확장시킨 것 < 여러 개의 LAN으로 구성 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 36
WAN : Wide Area Network < 국가, 대륙 또는 전세계를 포괄하는 광대역 영역에 데이터, 음 성, 영상 및 비디오 정보의 장거리 전송 제공 < 거리 제한이 없음 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 37
네트워크간 네트워크(Interconnection of Networks) < 두 개 이상의 네트워크가 서로 연결되어 있으면 “Internetwork” 또는” internet” Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 38
1. 3 인터넷(Internet) < 네트워크(network) : 서로 통신할 수 있는 장치를 연결 < 인터넷(internet) : 서로 통신할 수 있는 두 개 이상의 네트워크 를 연결 < 인터넷(Internet) : TCP/IP 를 사용하는 네트워크 < 1960년 중반 ACM에서 ARPANET 아이디어 발표 < 각 컴퓨터를 IMP(Interface Message Processor)라는 컴퓨터에 연결 < 1972년 “빈트 서프”와 “봅 칸”에 의해 Internetting Project 수행 < 1973년 TCP/IP 프로토콜 개발 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 39
인터넷의 계층 구조 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 40
오늘날의 인터넷(계속) < 국가 서비스 제공자(National Service Provider, NSP) Ü 특별한 회사들에 의해 운영되고 만들어지는 중추 네트워크들 Ü 스프린트링크, PSINet 테크놀로지, UUNet 테크놀로지, AGIS, 인터넷 MIC Ü 600 Mbps까지의 높은 데이터 전송 속도로 운영 < 지구 인터넷 서비스 제공자(regional internet service provider) Ü 한 개 또는 그 이상의 NSP 가 연결된 작은 ISP들 Ü 저속의 전송 속도 Ü 계층 구조의 세 번째 단계 의치 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 41
오늘날의 인터넷 < 지역 인터넷 서비스 제공자 (local internet service provider) Ü 최종 사용자들에게 직접 서비스 제공 Ü 지구 ISP에 연결되거나 직접 NSP에 연결 < ISP(Internet Service Provider ) Ü 개인이나 기업체에게 인터넷 접속 서비스, 웹사이트 구축 및 웹 호스팅 서비스 등을 제공하는 회사 Ü 때로는 IAP(Internet Access Provider)라고도 함 < NAP(Network Access Point) Ü 인터넷 초기에 보다 고속의 인터넷 링크로 접근을 제공하기 위한 데이 터 교환 기능을 담당하는 논리적인 장치. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY
1. 4 프로토콜과 표준 < 프로토콜(protocol) Ü 통신을 통제하기 위한 규칙을 모아놓은 것 Ü 주요 요소 w 구문(syntax) : 데이터 구조나 형식 w 의미(semantics) : 각 비트의 의미 w 타이밍(timing) : 데이터 전송 시기와 전송 속도 지정 < 표준 Ü 사실 표준(de facto standard) w 어떤 기관에 의해 공인되지 않았으나 널리 사용되고 있는 표준 Ü 법률 표준(de jure standard) w 공식기관에 의해 입법화된 표준 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 43
표준 기구 < 표준 제정 위원회(standards creation committee) < 협의회(forum) < 법규기관(regulatory agency) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 44
표준 기구 < 표준 제정 위원회 Ü 국제표준기구(ISO, International Standards Organization) Ü 국제전기통신연합-전기통신표준영역(ITU, International Telecommunication Union-Telecommunication Standards Sector, CCITT의 후신) Ü 미국국립표준협회(ANSI, American National Standards Institute) Ü 전기전자공학자협회(IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers) Ü 전자산업협회(EIA, Electronic Industries Association) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 45
표준 기구 < 협의회(Forum) Ü 신기술 시험, 평가, 표준 제정 < 법규기관(FCC, Federal Communications Commission) Ü 통신과 관련 미국 국내 및 국제 교역에 관한 권한 < 인터넷 표준(Internet Standard) Ü 인터넷 초안(internet draft) Ü RFC(Request For Comment) 발표 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 46
1. 5 추천 도서 1. 6 주요 용어 Q & A Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 47
알림 연습문제 풀이해서 Report로 다음 주까지(일주일 후) 제출해 주세요! Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY
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