[데이터통신] 데이터 통신과 네트워크

Data Communication

 

네트워크는 통신이 가능한 일련의 기기들이 상호 연결된 것이다. 

 

 

여기에서 기기란 컴퓨터, 데스크톱, 노트북, 휴대전화 같은 것이 될 수도 있고, 혹은 데이터 형식을 변경하는 라우터, 스위치, 모뎀과 같은 것이 될 수 있다.

 

 

 

 

 

 

 

Network Criteria

 

 

네트워크를 평가하는 데 있어 중요한 요소는 다음과 같다.

 

 

• Performance(성능)
  • transit time, response time, throughput, delay
• Reliability(신뢰성)
  • 고장의 빈도 수
  • 고장에서 복구되는 시간
  • 재해에 대한 네트워크 복구
• Security(보안)
  • 비 허가된 접근에 대한 보호
  • 데미지나 개발에서 데이터를 보호
  • 위반 및 데이터 손실 복구를 위한 절차 구현

 

 

 

 

 

 

 

Physical Structure

 

 

 

🔶 Mesh 구조

 

 

mesh 구조는 전용회선을 가지고 있으며 견고하고, 보안적으로 우수한 구조이다.

 

 

하지만 새로운 노드가 추가된다면 n-1개 만큼의 링크가 추가적으로 필요하다. 따라서 비용이 많이 들 수 있다.

 

 

 

 

 

 

🔶 Star 구조

 

 

 

Star 구조는 _Hub_를 통해서 네트워크를 구성하는 구조이다.

 

 

하지만 이렇게 중앙 집중적인 구조는 _Hub_가 고장난다면 모든 네트워크가 끊기기 때문에 신뢰성이 낮다. 그러나 반대로 말하자면, _Hub_만 좋다면 그만큼 비용도 절감할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

🔶 Bus 구조

 

 

 

Bus 구조는 보안적으로 좋지 않다. 또한 하나가 끊어지면 모두 연결이 끊어지기 때문에 신뢰성도 낮다.

 

 

하지만, 비용 측면에서는 제일 우수하다.

 

 

Bus 형의 구조의 문제를 해결할 수 있는 것이 ring 구조이다.

 

 

 

🔶 ring구조

 

 

 

ring 구조는 _Repeater_라는 확장기를 통해서 통신을 증폭시킨다. 앞서 bus 구조는 한 노드에서 끊기면 모두 끊기지만, ring구조는 한쪽이 끊어져도 반대편에서 접근할 수 있다.

 

 

 

 

 

 

Local Area Networks(LAN)

 

LAN은 일반적으로 개인 소유이고, 단일 사무실이나 건물 혹은 캠퍼스의 일부 호스트를 연결한다.

 

 

간단하게 말해 작은 영역을 커버하는 것이다. 

 

 

LAN의 각 호스트에는 LAN의 호스트를 고유하게 정의하는 식별자가 존재한다. 호스트가 다른 호스트로 보내는 패킷은 소스 호스트의 주소와 대상 호스트의 주소를 모두 전달한다.

 

 

오늘날의 LAN은 switch를 통해 상호 연결한다.

 

 

 

 

 

Wide Area Networks

 

LAN은 호스트를 연결하는 데 초점이 맞추어 졌다면, WAN은 호스트가 아닌 통신이 가능한 장치(switch, router)를 연결하는데 초점이 맞추어져 있다.

 

 

WAN도 _Point to Point_방식으로 만들 수 있지만, _Switched_ 방식으로도 만들 수 있다. 이는 이전에 보았던, mesh 구조가 적합하다. 이 안에서는 비용이 중요한 것이 아니라 보안이나 신뢰성이 훨씬 중요하기 때문이다.

 

 

 

 

LAN과 WAN을 같이 사용하는 예시는 위와 같다. WAN을 연결하는 방식으로 _Point to Point_방식을 사용한다.

 

 

 

 

 

Switch

 

결국 데이터를 내가 원하는 목적지로 보내기 위해서는 하나의 네트워크에서 다른 네트워크로 라우팅해주는 기술이 필요하다. 이를 Switching 기술이라고 한다.

 

 

가장 일반적인 Switch network는 _Circuit-Switch Network_와 _Packet-Switched Network_이다.

 

 

 

 

 

 

Circuit-Switch

 

 

 

_Circuit Switch_의 예시를 살펴보자. 만약 누군가가 전화를 하여 반대쪽 사람과 통신한다고 한다면, 이 회선은 이미 사용 중이기 때문에 사용할 수 없다.

 

 

하지만, 회선을 선점하고 있기에 속도는 변하지 않는다. 

 

 

경제적으로 본다면 이 방식은 그렇지 좋지 않다. 회선을 선점한다는 것은 데이터를 많이 보내지 않아도 다른 호스트가 사용할 수 없기 때문이다.

 

 

 

 

 

 

Packet-Switch

 

 

 

_packet-switch_구조는 회선을 사용하기 위해 경쟁을 해야한다. 즉, 이 시스템을 쓴다면 데이터를 많이 받을 수도 혹은 많이 못받을 수도 있다.

 

 

경제적으로 본다면 이 방식은 꽤나 효율적이다. 그 이유는 특정 호스트가 회선을 선점하고 있지 않기 때문이다.

 

 

이전의 _circuit switch_와 또 다른 차이점은 _Queue_가 존재한다는 것이다. 그 이유는 들어오는 데이터가 회선을 통해 나가는 데이터보다 많이 때문이며, 해당 데이터가 어느 방향으로 가야할 지 정해야 하기 때문이다.

 

 

 

 

 

Internet

 

인터넷은 두 개 혹은 그 이상의 서로 통신할 수 있는 네트워크이다.

 

 

모든 네트워크를 직접 연결하는 방식(mesh)은 Scale Up 할 수 있는 능력이 없다. 비용이 상당히 많이 들기 때문이다. 따라서 우리는 확장성을 높이기 위해 네트워크를 여러 ISP를 둔다.

 

 

 

 

 

이러한 구조로, 컴퓨터 네트워크에서는 다양한 시간의 가변 속도로 수신 되는 데이터를 처리할 수 있어야 한다. 따라서  오늘날 _Packet Network_방식을 사용하는 것이다.

 

 

 

 

 

Internet Standards

 

인터넷 표준은 인터넷으로 작업하는 사람들이 유용하고 고수하는 철저하게 테스트된 사양이다. 이는 RFC라는 기관에서 만드는데, 그 시스템은 아래와 같다.