[데이터통신] 1. Introduction(데이터 통신, 네트워크)

1.1 Data Communications

 

데이터 통신이란 전송 매체(유선/무선)를 통해 2개의 기기가 데이터를 교환하는 것이다. 이는 4가지 특성을 가진다.

• Delivery(전달력)
• Accuracy(정확성)
• Timeliness(순서성)
• Jitter - 양방향 통신할 때 일정하게 패킷이 전송되는 것, 예를 들어 적당한 간격으로 패킷이 동일하게 들어오면 안정적인 시스템이다. 즉, Jitter가 안정적이라고 할 수 있다.

옛날 전화선은 구리선이었는데, 속도가 매우 느렸다. 최근에는 광 케이블, Twisted Pair 등 기술이 발달하면서 전송 속도가 매우 빨라졌다. 주파수에 따라 전송 속도와 범위가 달라진다. 

 

데이터 통신 시스템에는 5가지 컴포넌트로 구성된다.

• 메세지
• 송신자
• 수신자
• 물리 매체(유/무선)
• 프로토콜 : 데이터 전송 간의 정해진 규칙

 

참고로, 데이터의 전송 속도는 bit/s(bps)로 계산한다.

1 Byte = 8 bits

데이터 크기(2의 지수승)	데이터의 전송 속도(10의 지수승)
1KB = 1024 B	1Kbps = 10^3 bps
1MB = 1024 KB = 1024 * 1024 B	1Mbps = 10^3 Kbps = 10^6 bps
1GB = 1024 MB = 2^10 KB = 2^20 MB = 2^30 B	1Gbps = 10^3 Mbps = 10^6 Kbps = 10^9 bps

예제) 1MB 사진을 1Mbps 속도로 전송하면 얼마나 걸리는가?
이 문제에서 시간을 구해야하므로, 1MB를 bit로 고쳐야 한다.
=> 1MB = 1024 * 1024 B = 1024 * 1024 * 8 bits = 8,488,608 bits
따라서, 8,488,608 bits / 10^6 bps = 8.4s

 

1. 메세지

메세지는 text, 숫자, 이미지, 오디오, 비디오와 같은 다양한 형태로 존재한다. 

• Text : 유니코드로 된 비트 패턴으로 표현, 아스키코드
• 숫자 : binary로 표현, 실수/정수, 부동소수점
• 이미지 : RGB나 YCM으로 사용된 비트 패턴, 움직이는 영상도 포함될 때가 있다.
• 오디오 : 아날로그 혹은 디지털로 존재, 실시간이냐 녹음이냐
• 비디오 : 움직이는 이미지를 말함

 

2. 데이터 플로우

두 기기 간의 통신은 simplex, half-duplex, full-duplex로 구분할 수 있다.

• simplex : 단방향으로 통신하는 방식
• half-duplex : 한 순간에는 단방향이지만 유연하게 양방향으로 사용 가능, 무선 송수신기
• full-duplex : 양방향으로 동시에 통신, LAN

 

1.2 네트워크

네트워크는 기기들을 연결해놓은 것을 말한다. 컴퓨터, 데스크탑, 랩탑 등의 호스트가 될 수 있고, 라우터나 스위치, 모뎀과 같은 연결 기기라고 할 수도 있다. 각각의 기기들을 엣지로 표현하고 이를 연결한 모양인데, 그래프로 표현하기도 한다.

 

네트워크 성능지표

네트워크 성능은 Performance, reliability, security으로 평가될 수 있다. 성능 지표들은 다양하지만 이 책에서는 3가지로 국한하고 있다. 각각에 대해서 알아보자.

 

• Performance : 다양한 방법으로 측정될 수 있는데, transit time과 response time과 같은 것이 대표적이다. 메세지를 주고 받을 때까지 걸리는 시간을 측정하는 것이다. 참고로, 노드 내부에 버퍼가 존재하기 때문에 아무리 A 라우터에서 빠른 속도로 보내도 A에서 D까지의 전송 속도가 빨라지진 않는다.
• Reliability : 실패 없이 메제지를 오류 없이 보내는지를 확인
• Security

 

물리 구조

연결의 타입

링크를 통해 연결 되어 있는 네트워크가 있고, 데이터가 지나갈 수 있는 길을 링크라고 한다. 어떻게 연결되어 있느냐에 따라 Point-to-Point와 Multipoint로 나눠질 수 있다.

 

물리 형상

물리적으로 네트워크가 어떻게 구성되어 있는지에 대한 것이다.

• Mesh Topology : 무선
• Star Topology : 유선, 통신에서 가장 많이 사용하는 구조
• Bus Topology : 여러 대의 기기들이 하나의 선을 공유하는 것, 두 개 이상의 기기가 데이터를 보내면 충돌 가능성이 있다. 근거리 통신
• Ring Topology : 원 형태로 구성되어 있고 바로 옆에 있는 기기들에만 전송 가능

 

1.3 네트워크 타입

네트워크는 크게 LAN, WAN으로 나눌 수 있다.

 

LAN

local area network로 작은 오피스에서 호스트 간의 연결 정도이다.

 

WAN

LAN보다는 큰 영역에서 사용되는 것이다.

• Point-to-Point WAN
• Switched WAN :  선이 여러개 연결된 구조

 

Internetwork

지역에서는 LAN을 사용하고 WAN은 더 넓은 지역에서 사용한다.

 

Internet

인터넷과 인터넷을 연결하는 것을 Internet이라고 한다. 아래는 인터넷에 접속하는 다양한 방법이다.

• 전화망
• 케이블
• 무선