네트워크 기술

교환시스템

교환(Switching)

두 호스트를 연결할 때 직접 연결 매체를 연결시킨다.

이 둘 사이의 메시지를 주고 받게 할 수 있다.

하지만 호스트가 여러명 늘어나면

각각 호스트마다 연결해줘야 한다. → fully connected

호스트라 여러명 없을 때는 이 방식이 가능하다. → 비용이 많이 든다.

→ 전화

전화가 별로 없을 때는 이 방식으로 하였다.

교환기라는 장치로 각 호스트가 연결되게 한다.

교환기는 내부에서 호스트를 연결해준다.

즉 회선 연결이다.

즉 회선 교환 (circuit switching)이 전화 방식이다.

즉 전화마다 1: 1로 연결할 필요가 없다.

지금은 전자 교환기로 전화가 가능하다.

회선 교환을 하면 둘 사이에 연결이 된다.

회선 교환의 장점은 한번 연결이 되면 절대 끊어지지 않지만,

전화를 끊기 전까지는 회선이 유지되므로, 회선은 유한하므로, 효율성이 떨어진다, 가용성이 떨어진다.

과거 PC랑 모뎀 전화선을 이용해 통신을 하였다.

현재는 전화망과 별도의 망을 사용한다.

컴퓨터 네트워크 망에서도 똑같은 교환이 필요하다.

네트워크 망에 호스트 들이 각각 연결되어 있다.

회선교환을 사용하면 가용성이 떨어지므로 패킷 교환(packit switching)을 한다.

패킷 : 데이터 조각(네트워크 상)

즉 데이터를 옮겨다니며 이동시키는 것이다.

중간 중간 패킷을 목적지로 전달한다.

패킷교환은 두가지 방식이 있다.

가상회선 방식 : 연결형 통신

데이터그램 : 비연결형 통신

연결형 통신은 송신과 수신이 먼저 연결 부분을 진행하고, 수신쪽으로 데이터를 보낸다.

연결 종료가 되면 통신의 한 과정이 끝난다.

→ 신뢰성을 보장 (화상회의)

비연결형 통신은 미리 연결되어 있지 않아도 데이터를 보내주는 것이다.

신뢰성보다는 데이터의 효율성을 우선시 한다.

→ 넷플릭스(미디어 서버)→로그인, 영화보기 (전송받음) 등

프레임 몇개를 건너뛰어도 문제는 없다. 즉 신뢰성이 중요하지 않다. 속도와 효율성이 우선

패킷을 어디로 보낼지 결정하는 것 → 패킷 교환

네트워크 망에는 많은 라우터가 존재한다. 각 라우터는 연결되어 있다.

연결 요청 단계에서 패킷 전달 경로가 정해진다. → 가상회선

연결이라는 과정을 통해서 패킷들은 경로를 따라 움직인다.

안정적으로 전달이 된다.

데이터를 한번 보내고 끝이 아니고, 작게 쪼개져서 여러번에 걸쳐서 보내지므로, 반대쪽에서는 순서대로 데이터가 도착하면 쪼개진것을 순서대로 맞추면 된다. → 가상회선의 장점

데이터그램방식은 정해진 경로가 아닌, 각 패킷마다 다른 경로를 가진다.

즉 연결될 라우터는 상황에 따라 선택된다.→ 즉 패킷의 조각들의 순서를 보장되지 않는다. → 지연/손실이 일어날 수 도 있다.

패킷은 TTL 이 있다. (몇개의 라우터를 거쳐가는지?)

이로 인해 패킷을 못받는 경우가 있다. 또는 버려지는 패킷이 생긴다.(문제가 생긴 패킷)

지터 (jitter) : 패킷의 도착 지연 시간이 가변적이며, 각 패킷들의 지연 시간 분포를 의미, 지연 패턴

→지연 범위안에 있을 수 있도록 맞춤이 필요하다.

프레임 릴레이

송신 호스트 → 라우터 → 라우터 → 수신 호스트

송신호스트가 라우터로 보내면 라우터도 응답을 보내준다.

라우터가 라우터한테 보내도 라우터는 응답을 보내준다.(에러 처리) ← 과거방식

네트워크가 안좋았기 때문에

현재는 장비의 성능이 좋아 각 에러 확인을 하지 않는다.

현재는 바로 쭉 보낸다.

그 후 수신 호스트에서 에러가 발생시 다시 응답해준다.

셀 릴레이 : 전달되는 패킷의 크기를 고정된 크기로 사용하는 것

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LAN, MAN, WAN

네트워크 : 제한적인 공간 (사무실, 교실, 건물 등 )

LAN이 모여서 더 큰 LAN을 구성할 수 있다.

LAN이 모이면 도시 단위로 LAN을 구성할 수 있고,

도시 사이도 LAN으로 연결이 될 수 있다. → MAN

국가 가능 끼리도 가능하다. → WAN

LAN

제한된 공간(영역)을 가지고 있고, 고속통신

링 방식 : 전송 호스트의 연결이 순환 구조인 링 형태

버스 방식 : 공유 버스 하나에 여러 호스트를 연결

Hub 방식 : Hub를 중심으로 여러 호스트를 연결(Star 형)

여러 Hub를 연결하면 (Tree 형)

어떻게 네트워크 구성을 할것인가 ? → Topology

LAN을 구성할 때 어떻게 구성할 것인가를 따진다.

현재 LAN을 구성하는 방식은 Ethernet (이더넷)방식을 사용한다.

IEEE 802에서 이더넷 방식을 만들었다.

802.2 : LLC 표준

MAC : 802.3 : CSMA/CD → Bus 방식

MAC : 802.4 : Token Bus → Bus 방식

MAC : 802.5 : Token Ring → Ring 방식

표준을 잡는 계층은 Data Link 계층이다. (2)

Data Link의 계층을 세분화시켜 LLC(Frame), MAC(접속매체) 만듦

다시 3 번과 4,5 번 방식으로 나눠지는데

3번에는 토큰이 존재 하지 않는다.

LAN은 데이터 전송을 Point - to - mulitpoint 방식을 사용한다.

즉 버스를 통해서 모든 호스트에 데이터가 전달이 된다.

만약 두 호스트가 동시에 데이터를 보내면 Collision(충돌)이 일어난다.

즉 각 호스트들은 데이터 전송의 권한을 얻는 기법이 토큰이다.

권한이 있어야 데이터를 보낼 수 있다.

토큰이 공유 버스 내에서 순환한다.

호스트가 데이터를 보낼 때 토큰을 통해 버스를 사용중인지 확인한다.

링방식도 시계방식, 반시계 방식으로 데이터를 돌릴 방향을 정한다.

링방식에서도 토큰을 사용해 충돌 가능성을 차단한다.

호스트가 데이터를 받아 읽게되도 다음 호스트한테도 보내 최종적으로 송신 호스트에게 다시 보내 응답을 보내준다.

CSMA/CD 방식은 충돌이 발생하게 냅두고, 충돌이 발생하면 후에 해결하는 네트워크 구성 방식이다. → 이더넷 방식

MAN

DQDB 방식을 지원

분산 데이터 큐 (Deque)와 Dual Bus(DB)를 사용한다.

즉 두개의 버스가 데이터를 보내거나 응답받는 것을 도와준다.

슬롯 → 토큰

슬롯을 통해 충돌문제 해결

WAN

국가 이상의 넓은 지역을 지원하는 네트워크 구조

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인터네트워킹

네트워크를 연결해주는 디바이스 : 리피터(x) 브리지, 라우터 → 게이트 웨이

LAN으로 연결된 두 공간의 방식이 다르면 인식하는 데이터의 형태도 다르다.

그래서 LAN에서 다른 방식을 해결하기 위해 데이터 변환 작업이 필요하다.

또한 LAN에서 여러 공간 중 보내는 공간을 정하기 위해 Routing = switching = 교환 알고리즘을 사용한다.

브리지는 데이터 링크계층(2계층) : frame → MAC주소 기반으로 길찾기

라우터는 네트워크 계층(3계층) : packet → IP 주소 기반으로 길찾기

각 브리지에 연결되어 있는 부분을 포트라고 한다.