강좌개요 목표 : 데이터통신의기본개념과동작원리를습득교재 : 매주웹에서배포하는강의자료 (http://netopia.knu.ac.kr/ http://netopia.knu.ac.kr/) 또는 Computer Networking and the Internet, 5th ed,, Fred Halsall 또는 Understanding Data Communications and Networks, 2nd edition by W. Shay 또는 데이터통신및컴퓨터네트워크, 정익사, 김종근외평가방법 중간고사 40% 기말고사 50% 출석 10% 4학년 1학기에개설되는 ' 컴퓨터망 ' 과연계하여강좌가진행되므로, 향후 ' 컴퓨터망 ' 과목을수강하고자하는학생은반드시이강좌를먼저수강하여야함.
제 1 장. 서론 한기준경북대학교컴퓨터공학과 kjhan@netopia.knu.ac.kr ch1-2
목차 데이터통신및컴퓨터망의발전 컴퓨터망의구축기술 통신망기술 인터넷가입자망 표준화기구
데이터통신 통신 ( 通信 ): 떨어진두지점간에정보를전달하는행위 정보 (information) -> 부호 (data) 표현 -> 신호 (signal) 변환 -> 전송매체로전달
봉화 일종의데이터통신 디지털통신의기본원리사용
전신기 정보를모르스부호로표현하고전류의 ON/OFF 를통하여전달
데이터통신및컴퓨터망의역사 모르스의전신기발명 (1837 년 ) ARPANET 등장 (1969 년 ): 인터넷의모태 미국방성산하의 DARPA 에서개발 최초의패킷교환방식의컴퓨터망 TCP/IP 의개발 (1974 년 ) 1983 년 1월부터 ARPANET 의새로운표준프로토콜로채택 LAN 의등장 (1970 년대말 ) Ethernet PC 와워크스테이션보급과맞물려 1980 년대들어 LAN 의급속한확산인터넷의급격한성장 (1990 년중반이후 ) 1990 년대초 WWW 의등장으로인하여인터넷의대중화에크게기여 1990 년대중반이후인터넷호스트수및데이터통화량은 1년에두배씩증가 2000 년대들어인터넷통화량이전화통화량을추월
컴퓨터망의구축기술 통신망 노드 호스트
인터넷백본망및가입자망 공중전화망 전화선 전화교환기 ADSL Cable ADSL Optical Fiber Cable ATM / 전용선 Optical Fiber ISP IP 라우터 인터넷 VG 음성용게이트웨이 IP 라우터 HFC IP 라우터 IP 라우터 무선 (BWLL, Satellite) 가입자망 핵심망
인터넷가입자망기술 다이얼업모뎀 (dial-up modem) 기존전화선 + 모뎀 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) 기존의전화선을사용하여비대칭속도로전송 하향채널 : 최대 8Mbps 까지 상향채널 : 최대 1Mbps 까지 HFC (Hybrid Fiber Coaxial Cable) 광케이블 ( 헤드엔드에서주택어귀까지 ) + 동축케이블 ( 기존유선 TV 의케이블이용 ) 데이터송수신을위해서는케이블모뎀필요 하향채널 : 10Mbps 상향채널 : 768kbps BWLL (Broadband Wireless Local Loop): 무선가입자선 LAN (Local Area Network) 사무실, 건물, 또는대학캠퍼스정도의거리에서컴퓨터기기들을상호연결 일반적으로하나의공유된전송매체를이용하여방송 (Broadcast) 형태로데이터를전송 Ethernet, Fast Ethernet
광역통신망 (Wide Area Network) 교환기의중계를이용하여목적지까지데이터전달회선교환 : 전용전송로를미리설정한후데이터전송패킷교환 : 데이터를패킷단위로분할하고축적 / 전달 (store and forward) 방식을사용하여패킷전송 X.25: ITU-T 에서표준화한패킷교환프로토콜프레임릴레이 (Frame Relay) 오류제어와관련된 X.25 의오버헤드를크게줄인고속패킷교환기술 1980 년대후반들어고속공중데이터망구축기술로많이활용 ATM 프레임릴레이에서발전된일종의고속패킷교환방식 셀 (cell) 이라불리는공정길이의짧은패킷을사용 초고속셀교환을통해수백 Mbps 에서수 Gbps 의전송속도가가능 인터넷백본망혹은 B-ISDN 망구축기술로활용
표준화기구 ITU-T T (ITU Telecommunication Standardization Sector) UN 의 ITU (International Telecommunication Union) 산하의표준화기구 이전의 CCITT 를대체하여 1993 년 3월에창설 ITU-T 조직은현재 14 개의연구반으로나뉘어져전화, 팩시밀리, 패킷교환데이터통신등의공중통신망에대한국제표준화를담당 권고안 (Recommendation) 이라는이름으로 4년마다개정된표준안발간 ITU-R R (ITU Radio Standardization Sector) 무선통신 ISO (International Organization for Standardization) 1946 년에창설되어다양한분야의표준을개발하기위한국제기구 국가간의상품및서비스교역을용이하게하고과학, 기술, 경제활동분야에있어서상호협력개발이주된목적 OSI 참조모델및각계층에대한표준프로토콜제정
표준화기구 ( 계속 ) ISOC (Internet Society) 인터넷의설계및운영을위한조정위원회로서하부에세개의조직으로구성 IAB (Internet Architecture Board): 인터넷의전반적인구조를책임지고있으며 IETF 의활동에대한방향제시등을담당 IESG (Internet Engineering Steering Group): IETF 활동및인터넷표준화과정에대한기술적인관리책임을담당 IETF (Internet Engineering Task Force): 인터넷의프로토콜개발및표준을담당 IETF 는 RFC (Request for Comment) 발간 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) IEEE 802 위원회에서는 LAN 표준화담당 ANSI (American National Standards Institute) 미국의공업표준확립을목적 ISO 의미국대표 EIA (Electronics Industries Association) ANSI 의회원으로전자산업체의연합 잘알려진표준으로 EIA-232, EIA-449 등이있음
프로토콜및프로토콜구조 프로토콜 : 양자간의통신방법에대한약속 ( 규약 ) 교환되는메시지의형식 (syntax), 절차 (timing), 수신메시지에대한처리및대응방법 (semantics) 규정 1970 년대들어서로다른시스템간에도통신이가능한 ( 개방형 ) 네트워크장비개발을위해개방형네트워크구조에대한필요성이절실히요구
OSI 참조모델 계층구조프로토콜 컴퓨터통신에요구되는복잡한기능들을여러계층으로분할하여간략화 각계층은독립적인기능을담당하지만바로밑의계층에서제공하는서비스를이용하고 (service user), 상위계층에게는서비스를제공 (service provider) 계층화구조를사용하면프로토콜표준화가수월하고, 다른계층에영향을주지않고프로토콜의갱신이나변경이용이 OSI(Open System Interconnection) 참조모델 ISO 에서만든컴퓨터통신을위한개방형네트워크구조 7개의계층화구조 컴퓨터통신프로토콜개발을위한기본골격만제시 각계층의세부적인서비스와프로토콜에대해서는명시를하고있지않음 TCP/IP 모델 : ARPANET 프로젝트에의해개발되었으며, 인터넷의확산에따라컴퓨터통신을위한사실상의 (de facto) 표준모델
OSI 참조모델의계층 호스트 A 호스트 B 응용계층프로토콜 응용계층표현계층세션계층트랜스포트계층네트워크계층데이터링크계층물리계층 네트워크계층프로토콜데이터링크계층프로토콜물리계층프로토콜 표현계층프로토콜 세션계층프로토콜 트랜스포트계층프로토콜 네트워크계층 데이터링크계층 물리계층 네트워크계층프로토콜 데이터링크계층프로토콜물리계층프로토콜 응용계층표현계층세션계층트랜스포트계층네트워크계층데이터링크계층물리계층 전송매체 전송매체 중계노드
OSI 계층별기능 7 6 계층 응용계층 표현계층 기능 기본적인응용서비스제공 정보표현방식관리, 암호화, 정보압축등 5 세션계층응용프로세스간대화관리 ( 세션설립, 해제, 관리 ) 4 3 2 1 수송계층 네트워크계층 데이터링크계층 물리계층 응용프로세스간세그먼트전달목적지노드까지패킷전송링크 ( 홉 ) 간프레임전송링크상에서비트정보전달
헤드부착및제거과정 전송프레임의헤더부착 응용응용프로세스프로세스응용 DATA AH DATA 응용응용프로세스프로세스응용 도착프레임의헤더제거 표현 PH APDU 표현 세션 SH PPDU 세션 트랜스포트 TH SPDU 트랜스포트 네트워크 NH TPDU 네트워크 데이터링크 DH NPDU DT 데이터링크 물리 물리 부호화된비트열 전송매체
TCP/IP 프로토콜구조 응용계층 : 여러가지응용에요구되는기본적인서비스제공 전자우편, 파일전송, 원격로그인, 망관리등 OSI 상위 3개계층기능을포함트랜스포트계층 : 종단간메시지의전달을담당 TCP: 연결형서비스로종단간신뢰성있는바이트스트림의전달을제공 UDP: 비연결형서비스로개별메시지에대한최선형 (best effort) 전달서비스제공네트워크계층 : 라우터로연결된다수의망을거쳐패킷의전달을담당 인터넷상에서패킷을전달하기위해서는접속되는모든단말기나라우터등을식별하기위해고유의인터넷주소사용 최선형 (best effort) 의비연결형패킷전달서비스를제공 인터넷프로토콜 (IP) : host-to to-host protocol 주소변환프로토콜 (ARP) 및역주소변환프로토콜 (RARP) 인터넷제어메시지프로토콜 (ICMP) 인터넷그룹메시지프로토콜 (IGMP) 물리계층및데이터링크계층 : 데이터비트열의전송을담당 인터넷계층이하부망과상관없이패킷전달을하도록제공 X.25, ATM, 프레임릴레이, 이더넷, 다이얼업전화선등다양한링크를위한인터페이스제공
TCP/IP 관련프로토콜 Telnet HTTP SMTP FTP DNS SNMP 응용계층프로토콜 TCP UDP 트랜스포트계층프로토콜 ICMP IP ARP RARP 인터넷계층프로토콜 Network interface IP = Internet Protocol ICMP = Internet Control Message Protocol ARP = Address Resolution Protocol RARP = Reverse Address Resolution Protocol TCP = Transmission Control Protocol UDP = User Datagram Protocol FTP = File Transfer Protocol HTTP = HyperText Transfer Protocol SMTP = Simple Mail Transfer Protocol SMNP = Simple Network Management Protocol DNS = Domain Name System
TCP/IP 스택 vs OSI 모델