개발의변화
데이터통신론 본문
데이터 방식
- 단방향 통신(Simplex Communication):
단방향 통신은 정보가 한 방향으로만 전송되는 통신 방식, 통신 채널을 통하여 접속된 두 대의 단말기 사이에서 데이터가 한 쪽 방향으로 만 전달되는 통신
- 반이중 통신(Half Duplex Mode):
양방향으로 데이터가 전송될 수는 있으나 동시에 전송하는 것은 불가능한 방식
송신측과 수신측이 정해져 있지 않으며 양 단말기의 상호 협력에 의해 송수신 방향 전환
하나의 통신 채널을 이용하여 교대로 데이터 송수신
- 전이중 통신방식
접속된 두 대의 단말기들 사이에 동시에 데이터를 통신하는 통신
데이터 전송 방식
1. 직렬 전송
직렬 전송은 데이터 비트를 한 번에 하나씩 순차적으로 전송하는 방식
2. 병렬 전송
여러 비트를 동시에 병렬적으로 전송
3. 동기식 전송
송수신측이 동일한 클럭을 사용하여 데이터를 송수신하는 방식
전송할 데이터를 블록으로 구성하여 시작비트나 정지비트 없이 전송
유휴시간이 없어 전송효율이 높다
정해진 숫자만큼의 문자열을 묶어 일시에 전송
4. 비동기식 전송
긴 데이터 비트열을 연속적으로 전송하는 대신 한 번에 한 문자씩 전송
문자 단위의 재동기를 위하여 맨 앞에 한 문자의 시작을 알리는 시작비트를 두고, 맨 뒤에 한 문자의 종료를 표시하는 정지비트를 둔다.
신호해석
PCM(펄스부호변조)
표본화 -> 양자화 -> 부호화
표본화: 연속적인 아날로그 신호를 입력으로 받아 불연속적인 진폭을 갖는 펄스 신호 생성
양자화: 표본화 단계로부터 추출된 펄스를 정량화하여 한정된 양자화 레벨
부호화: 양자화 레벨값을 이진 데이터로 변환하는 과정
토폴로지
네트워크 상의 컴퓨터의 위치나 컴퓨터 간의 케이블 연결 등 물리적인 배치
버스형
터미네이터가 붙음
장점: 네트워크 구성 간단, 관리가 용이하고 새로운 노드의 추가 용이
단점: 통신 채널이 단 한 개이므로 고장 시 네트워크 전체가 동작을 하지 않으므로 잉여 채널이 필요, 네트워크 트래픽이 많을 경우 네트워크 효율이 떨어짐, 브로드캐스트 등으로 인한 잦은 컴퓨터 인터럽트로 호스트 성능 떨어트리고 네트워크 대역폭 낭비
링형
데이터 흐름 한 방향
FDDI 광케이블 구성
장점: 병목 현상 드룸, 분산 제어와 검사,회복
단점: 새로운 네트워크에 대한 확장이나 구조 변경 어려우므 네트워크 전체가 통신 불능상태, 다중 링 형태 일반적
성형 방식
- 중앙 제어 노드가 통신상의 제어 권한과 책임, 분산 처리 능력이 제한
장점: 고장의 발견과 수리가 쉽고, 노드 증설, 이전이 쉽다
단점: 잠재적
병목성을 가지며 중앙 지역 고장에 취역, 중앙 제어 노드에 문제가 발생 불능 상태
트리형 방식
- 다수의 버스 방식을 허브(스위치)를 이용하여 트리처럼 연결
- 제어와 오류 해결을 각각의 허브에서 수행
- 허브로 구성되는 경우와 스위치로 구성되는 경우
장점: - 제어가 간단하여 관리 및 확장이 용이
단점: - 중앙 지점에서 병목 현상 발생, 네트워크가 마비 또는 분할 될 수 있다.
그물형 방식
- 중앙의 제어 노드에 의한 중꼐 대신에 각 노드간 점대점 방식 직접 연결
- 완전 그물형(Full Mesh)와 부분 그물형(artial Mesh)
- 장애발생시 대체경로로 전달
- 링형과 더불어 네트워크 백본을 구성하는 방식
다중화방식
FDMA(Frequency Division Multiplexing Access)
하나의 전송로 대역폭을 작은 대역폭, 채널 여러 개로 분할하여 여러 단말기가 동시에 전송가능
채널 간의 상호 간섭을 막기 위해 보호 대역이 필요하다.
TDMA(Time DIvision Multiplexing Access)
전송로 대역폭 하나를 시간 슬롯(time slot)으로 나눈 채널에 할당하여 채널 몇 개가 한 전송로의 시간을 나눠서 사용
- STDMA
전송로 대역폭 하나를 시간 슬롯으로 나눈 채널에 할당하여 채널 여러 개가 전송로 한 개의 시간을 분할하여 사용
실제 전송할 데이터가 없어도 할당 시간폵 배정 시간 슬롯 낭비가 심함
- ATDMA
실제로 전송 요구가 있는 채널에만 시간 슬롯을 동적으로 할당하여 전송 효율을 높임
CDMA
넓은 주파수 대역에 다수의 사용자가 서로 다른 부호를 사용함으로써, 동일한 주파수, 시간을 이용하는 다중화하는 방식으로 FDM과 TDM의 혼합 방식(대역확산)
데이터 교환 방식
회선 교환
정보 전송이 필요할 떄 상대방을 호출하여 물리적으로 연결, 이 연결은 정보 전송이 종료될 떄까지 지속
메시지 교환
패킷 교환
인터네트워크 장비
브리지(Bridge): 데이터링크 계층(OSI 2계층)에서 망을 연결하며 패킷을 중계하고 필터링
서로 비슷한 MAC 프로토콜을 사용하는 LAN 사이를 연결
라우터(Router): 네트워크 계층에서 동작하는 장치로 IP주소를 바탕으로 데이터가 수신지까지 갈 수 있는 경로를 검사하고 효율적인 경로를 선택하는 라우팅 기능, 오류 패킷의 폐기 기능, 혼잡 제어 기능
게이트웨이(Gateway): 2개 이상의 다른 종류의 네트워크를 상호 접속하여 정보를 주고받을 수 있게 하는 장치
리피터(Repeater): 물리계층
허브(Hub): 네트워크 각 단말기를 연결시키는 집선 장치로 일종의 분배기 역할
TCP/IP 계층구조
- 응용 계층
- 전송 계층
- 인터넷 계층
- 네트워크 접근계층
TCP/IP 계층구조
ICMP: 라우터에서 발생한 오류를 송신측으로 전송하기 위해 사용하는프로토콜
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol): 네트워크의 각 노드들에게 유일한 IP주소를 자동으로 할당해주고 관리
자동이나 수동으로 가용한 IP주소를 호스트에 할당한다.
TCP: 유니캐스트(TCP를 기반으로 하나의 송신자가 하나의 수신자에게 데이터를 전송)
TCP 혼잡회피
송신측에서 Cwnd(Congestion Window)를 사용하여 연결 초기에는 Cwnd = 1로 설정, 수신측으로터 ACK를 받기전에는 오직 한 개의 패킷만 송신 가능, Cwnd = Cwnd / 2의 값으로 조정하여 혼잡을 회피
혼잡현상이 발생하면 Window size를 1로 떨어틀린다. 처음에는
UDP: 브로드캐스트(UDP를 기반으로 자신의 호스트가 속해 있는 네트워크 안에 있는 모든 수신자에게 패킷을 전송)
UDP 패킷의 무결성을 검사하기 위한 방법 (SNMP)
IP: 간단한 전송, 오류해결을 해주지 못한다.
ARP(Address Resolution Protocol)
논리적 주소인 IP주소를 물리적 주소인 MAC 주소로 매핑
RARP(Reverse Address Resolution Protocol
MAC 주소에 대해 해당 IP 주소를 반환해 주는 것
RTT(Round Triop TIme) 측정이 필요하다
TCP 헤더에 포함된 필드에 대한 설명으로 옳은 것
송신지(source) 포트 번호
IPv4 32bit 네트워크 주소와 호스트 주소로 구성
서브넷 마스크
IP주소에서 네트워크 부분을 1로 표현하여 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분
즉 1이 연속적으로 표현되어야 하며, 0이 나오게 되면 그 이하는 0으로 표현되어야 한다.
문제의 서브넷 마스크를 모두 2진수로 표현해 보면 다음과 같다.
/는 서브넷마스크의 1의 개수를 의미
서브넷 ID + 호스트 ID 여기서 / 그 범위를 의미
오프셋 범위
6000바이트 , 3개의 단편화
0 ~ 1999
2000 ~ 3999
4000 ~ 5999
1. 패리티 비트 검사
비동기 전송에서 사용
전송되는 문자마다 ㅂ패리티 비트 하나씩 추가해 짝수나 홀수 여부 검사
2. 블록 합 검사(block sum check)방식
문자지향 동기 전송에서 사용
문자 블록에 대해 수평과 수직인 2차원의 패리티를 검사
3. 순환 중복 검사(CRC: cyclic rebundancy check)방식
비트지향 동기 전송에서 사용
집단 에러를 검출하기 위해 다향식 코드를 사용하여 에러 검사
프레임의 실제 내용으로 계산하는 프레임 검사 순서(FCS)를 프레임의 끝에 추가하여 전송
4. 해밍 코드 검사(hamming code check)
1비트의 에러를 검출하여 자동으로 정정
데이터 비트가 길어지면 패리티도 많이 사용
패리티 비트가 많이 필요해 전송 효율이 낮고, 계산량이 많아 요구
- Stop And Wait ARQ
수신측으로부터 ACK을 받을 때까지 대기하다가 전송하는 방법
반이중 방식으로 다른 ARQ 방식보다 전송 효울이 낮다
- Go back N ARQ
오류가 난 지점부터 전송한 지점까지 모두 재전송 하는 기법
- Selective Repeat ARQ
오류가 난 부분만 재 전송하는 기법
- Adaptive ARQ
전송 효율을 최대한 높이기 위해 데이터 프레임의 길이를 동적으로 변경하여 전송
슬라이딩 윈도우 기법
수신측 윈도우는 데이터 프레임을 수신할 떄마다 하나씩 줄어들고 응답을 전송할 때마다 하나씩 늘어나게 됨
LAN
토폴로지: 성형, 버스형, 링형
매체접근방식: CSMA/CD, 토큰 버스, 토큰 링, CSMA/CA
전송방식: 베이스밴드 LAN, 브로드밴드 LAN
공개키 암호화
서로 다른 키로 암호화와 복호화를 하므로 '비대칭적 암호 알고리즘'
오직 자신만이 개인키(비밀키)를 가지고, 많은 사람들이 공개키를 가질 수 있음
개인키를 가진 사람과 공개키를 가진 사람들이 서로 기밀성, 인증, 무결성, 부인 방지 제공
공개키를 가진 사람은 개인키를 가진 사람에게 비밀스런 메시지를 보낼 수 있다
반대로, 자신의 개인키로 메시지를 암호화한다면 공개키를 가진 모든 사람이 복호화 할 수있다.
속도가 느리다
비밀키 암호화
대칭키 암호키, RSA, SSL,SEED