1 주차 1 차시네트워크의기본개념 학습목표 1. 네트워크및프로토콜의정의를알아보고직접설명할수있다. 2. LAN, MAN, WAN 의개념을파악하고특징을설명할수있다. 학습내용 1 : 네트워크와프로토콜 1. Network - Net 와 Work 의합성어 네트는그물을의미하고워크는일하는것으로그물처럼연결되어동작하는 ( 일하는 ) 것 2. 프로토콜 프로토콜이란? - 컴퓨터상호간혹은컴퓨터와단말간에서통신을할때에필요한통신규약 - 규약은서로이해할수있는의미내용을표현하는정보의포맷구성, 포맷의송수신방법등의규정 - 컴퓨터상호간의통신을확실하고원활하게하기위해서이들의프로토콜이완전히규정되어표준화되어야함 3. Network and Protocol 학습내용 2 : LAN(Local Area Network) 1. LAN 의정의 - 1 -
LAN Local Area Network - 제한된거리에있는다수의독립된컴퓨터기기들이상호간에통신이가능하도록하는데이터통신시스템 2. LAN 전송기술의발전과정 1 1970년대초데이터포인트가최초의근거리네트워크개발 2 제록스와 IBM에서각각이더넷과토큰링 LAN 개발 3 1980년대 FDDI 개발 4 Thick(10Base-5), Thin(10Base-2), UTP(10Base-T) 로이더넷발전및시장장악 5 90년대초휴렛패커드의 100VG-AnyLAN이등장했으나곧사라짐 6 93~95년 100Base-TX이더넷표준화성공 7 기가비트이더넷등장 8 10기가비트이더넷등장 3. 토폴로지 (Topology) 토폴로지란? - 네트워크에서케이블로연결된컴퓨터들의전체적인모양 - 물리적인구조 (Physical topology) : 미디어 (wire, cable 등 ) 로연결된호스트 ( 컴퓨터등 ) 들의실제적인연결모양 - 논리적인구조 (Logical topology) : 미디어를호스트들이어떤방식으로접속하느냐에따른네트워크모양 4. 물리적인연결형태 - 2 -
5. 토큰링 (Token Ring) 토큰링의정의 - 링형태로네트워크를구성하고, 토큰패싱방식을사용하여매체를접근하는방식 - 토큰 (Token) 이라는짧은길이의프레임을사용하여데이터를보낼수있는자격을한정하며스테이션은자신의차례가되어서야데이터를전송 6. 무선 LAN IEEE 802.11a - 5GHz의 UNII (Unlicensed National Information Infrastructure) 대역에서동작하는고속물리계층에대해규정 - IEEE 802.11a는확산대역기술대신직교주파수분할다중화 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing: OFDM) 방식을사용 50m 이내에서의 6~54Mbps의고속데이터전송을가능 7. LAN 스위칭의개요 최근네트워크를실시간으로사용하고자할경우혹은대용량의데이터전송하는경우에는기존의공유매체를사용하는 LAN 은부적절 - 각각의 LAN 세크먼트를스위치의포트에연결한것이 LAN 스위칭 - 각각의 LAN 세크먼트는독립적인 LAN으로동작 - 충돌도메인또한각각의 LAN 세그먼트로한정 - 스위치의처리속도면에서기존의브리지나라우터를능가 - ASIC 기술의발전으로스위칭을하드웨어적으로수행함으로써, 스위칭속도를획기적으로향상 8. 공유 LAN 과스위칭 LAN 1 CSMA/CD 2 스위칭 LAN - 3 -
9. 고속이더넷 기존이더넷의전송속도를향상시키기위해개발된기술 - 1970 년대중반에설계 - 이더넷프로토콜을사용하여데이터전송속도를 100Mbps 로향상시킨이더넷표준의확장 10. 기가비트이더넷의개요 1 기가비트이더넷의등장배경 - 큰대역폭을지원할수있는고속의네트워킹기술필요 - 멀티미디어데이터활성화로인한서비스품질 (QoS:Quality of Service) 지원 2 기가비트이더넷의표준화 - 1996년 5월 IEEE 802.3z 기가비트이더넷태스크포스 (task force) 가설치 - GEA(Gigabit Ethernet Alliance) : 1996년 5월에설립된주요네트워크및서버업체들의모임으로 IEEE 802.3 표준화활동지원과기가비트이더넷표준화에대한연구 3 3가지 1000BASE-X 표준화 - 1000Base-SX (S : Short Wavelength) : 멀티모드광섬유, 단파장 (850nm) 사용 - 1000Base-LX (L : Long Wavelength) : 멀티모드광섬유, 싱글모드광섬유, 장파장 (1300nm) 사용 - 1000Base-CX (C : Coax) : 2심동축케이블을사용, 단거리접속용구리선방식 - 1998년 6월표준화완료 4 1000BASE-T 표준화 - 4 쌍 (Pair) 의카테고리 5 UTP 케이블 ( 최대 100m) 사용 - IEEE 802.3ab 태스크포스에서표준화진행 1999 년 3 월완료 11. 10Gigabit 이더넷개요 1 CSMA/CD 프로토콜을지원하지않음 - 전이중방식과광케이블만지원 2 WAN 지원표준화 - 40Km 까지지원하는표준완료 - SONET/SDH 장비와도호환되는 WAN 지원표준화 3 최대지원거리 - 1310nm 파장과싱글모드광케이블사용시최대 10Km : 캠퍼스네트워크 - 1550nm 경우최대 40Km 지원 : 대부분의 WAN 구축가능 4 SONET 과헤더정보가같음 - SONET 의기능과호환가능 - 4 -
학습내용 2 : MAN(Metropolitan Area Network) 1. MAN 의개요 1) MAN(Metropolitan Area Network) - 대도시에산재해있는가입자 ( 기업, 가정 ) 망연결 - 백본망과가입자망접속제공 2) MAN 의역할 - LAN 과 LAN 을연결 - 백본네트워크로가는길목역할 2. 현대의 MAN 1) 대부분링형태 - ATM(Asynchronous Transfer Mode) - SONET/SDH(Synchronous Optical Network/Synchronous Digital Hierarchy) 2) MAN 의역할 1 가입자망을백본망으로연결해줌 2 Metro Core 구간의트래픽은가입자에서가입자로가입자에서백본으로구분되어짐 3 모든트래픽이백본을거치는것을방지 - Metro Core 가존재함으로써 - 모든트래픽이백본을거치는것을방지 - 백본망활용도상승 3. 메트로이더넷의개요 1) 메트로이더넷 (Metro Ethernet) - ISP(Internet Service Provider) 가데이터링크계층프로토콜로이더넷프로토콜을사용하는네트워크 - ISP의망과가입자망을이더넷으로연결 - 기존 MAN의문제점해결 - 다크파이버 (Dark Fiber) 사용 : 광선로매설시나중을위해서필요이상의광선로를매설, 그중현재까지사용하지않는광선로 4. 메트로이더넷의특징 1) 이더넷 (Ethernet) - 1980년대초부터꾸준한발전 - 1Gbps 및 10Gbps까지지원 - 오랜기간에걸친기술의신뢰성확보 - 5 -
- 풍부한관리인력 - 다수의개발회사및장비 - 이더넷의발전에따라메트로이더넷의발전역시가속화될전망 2) 프로토콜변환 - 90% 이상의 LAN이이더넷사용 - ATM과 SONET으로변환되는과정사라짐 - VLAN과같은이더넷기술을적용할수있음 학습내용 4 : WAN(Wide Area Network) 1. 프레임릴레이개요 1) 등장배경 - 고속통신의필요성증가 - 종단장비의지능화 - 전송회선환경의개선 2) 프레임릴레이란 - 통계적다중화방식의효율성과고속전송특성이 - 결합된프로토콜 3) 프레임릴레이의목적 - 기존의패킷교환개념을유지하면서고속의신뢰성있는전송로를사용하여데이터전송서비스를제공하는것 2. 프레임릴레이개념 1) 데이터전송과정 - 패킷교환 vs. 프레임릴레이 : 에러및오류제어를종단장치에서수행 3. ATM 개요 1) 등장배경 - 데이터, 음성, 영상망의단일화 - 서비스제공자의효율적인대역폭사용의필요성 - VOD(Video On Demand) 와같은사용자의대역폭요구증가 - 고속, 광대역, 멀티미디어등을모두수용할수있는광대역정보통신망의필요성증대 2) ATM 기본원리 - 데이터를 53 바이트의고정길이의셀로나누어 - 비동기방식으로전송 - 6 -
4. ISDN 개요 1) 통신서비스에대한다양한요구 2) 통신망에서제공하는미디어의다양화 3) 기존의개별통신망으로는새로운서비스를효과적으로제공하기어려움 4) 다양한서비스를하나의통합된디지털망에서제공하고자함 5) 통신망의디지털화를기반으로종합적인서비스제공 6) 서비스제공능력에따라협대역 ISDN과광대역 ISDN으로구분 * 협대역 ISDN - 64Kbps~1.92Mbps 의데이터전송속도제공 - 동기식시분할다중화전송방식 * 광대역 ISDN - 2Mbps~100Mbps 의데이터전송속도제공 - 고정된길이의셀 (cell) 을통계적시분할다중화하여전송 5. 광네트워크개요 대용량의트래픽을전달할수있는초고속네트워크인프라요구 1) 1980년대후반과 1990년대초반에고속전송의실현을위해동축케이블의대체안으로써광섬유의다양한사용이시작 1 당시네트워크에서데이터의스위칭과전달과정은전기적으로수행 2 SONET(Synchronous Optical NETwork) 과SDH(Synchronous Digital Hierarchy) - 단일파장만을사용 - 대역폭을확장하기위해서는새로운시스템을다시설치해야하는제약 2) 파장의추가로대역폭을증가시키는 WDM 기반의광네트워크는저비용으로많은대역폭을수용 - WDM 기반의광전송기술이주류를이룰것으로보임 - 7 -
6. 광섬유 1) 개요 * 장점 - 빛을이용해정보를보내기때문에전기적인간섭을받지않음 - 외부전자기장의영향을받지않음 - 매우높은전송속도를제공 - 데이터의오류발생가능성이 1Gbit당 1비트로써매우적음 - 보안성이큼 - 크기가작고가벼움 * 단점 - 설치와케이블접속시 - 고도의기술이요구 2) 구조및종류 1 구조 - 코어 (core) : 광신호자체를운송 - 클래드 (clad) : 광신호를코어에유지하는역할 - 코팅 (coating) 2 종류 * 단일모드 (Single Mode) 광섬유 - 중계장치없이수마일의거리를고속으로전송 - 장거리통신에주로사용 - 직경 9 μm내외의작은코어 : 광펄스의변질을최소화 * 다중모드 (Multi Mode) 광섬유 - 한가지이상의광모드전송 - 최대속도제한 - 접속이쉬워다중접속이필요한단거리통신네트워크에자주사용 - 8 -
3) 발전과정 1 초기의광네트워크 : 광전, 전광장비는데이터의속도를느리게하고비용부담을가중 2 광증폭기의발전 : 광신호를전자신호로변환하지않고직접증폭, 1550nm 영역에서동작 3 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) : 광섬유에가능한많은파장을넣어가능한많은데이터를운반 7. LAN 에서의광네트워크 1) 광 LAN과광네트워크 - 공장, 빌딩, 캠퍼스내에서설치되는기가비트급의광전송네트워크 - LAN에광의사용은 FDDI의등장부터시작 * 광이더넷 : 저비용으로고신뢰성과빠른속도제공, LAN을넘어 MAN과 WAN까지확장 2) 기가비트이더넷과광네트워크 1 10기가비트이더넷 - 광전송장비를거치치않고 WAN/MAN 종단네트워크의일부로 LAN을사용 2 10GbE over Fiber - 40~100Km까지점대점연결제공시 SONET/SDH나 DWDM 장비의이용없이이더넷만으로메트로코어네트워크구성 - 프로토콜변환에대한오버헤드가없음 - 다크파이버를이용하는경우적은시간과비용으로네트워크구축가능 8. WAN 에서의광네트워크 1) 개요 1 백본에서의문제점제기 * 대역폭의고갈의심화 - 기존 SONET/SDH가표준 : 대역폭의한계와네트워크프로토콜의변환과같은많은문제내포 - WDM은적은비용으로신뢰성과생산량을증가시키므로대안이될수있음 * 서로다른기술들을단일한물리적인프라속에통합 - IP, ATM, SONET/SDH등의포맷들은모두 WDM을사용하는광레이어상에서전송될수있음 2 광네트워크의가장큰장점파장의재사용, 프로토콜의투명성, 확장성, 신뢰성등 - 9 -
9. WDM/DWDM 1) 개요 - 개념적으로 FDM가비슷 - 여러정보가상이한파장으로변조되고다중화되어하나의광케이블에의해전송 - 여러개의파장을하나로묶어서전송, 수신측에는파장별로분리하여복원 학습정리 1. 네트워크는그규모나소유권, 물리적거리등에따라 LAN, MAN, WAN 으로구분할수있다. 2. LAN 기술에는여러가지가있으나그중에서이더넷이가장많이사용되고있으며계속발전되고있고, MAN, WAN 기술과도연계되어사용및발전될전망이다. 이는프로토콜을같은것을사용함으로써처리속도등에서향상되는 효과를얻을수있기때문이다. 3. 광네트워크에서광섬유와 DWDM 등을사용함으로써전송거리측면에서 40km 를지원할수있으며 1Tbps 이상의 전송속도를가능하게할수있다. - 10 -