정보처리기사 필기 무료강의 제5과목[DC-07강] 정보(데이터) 회선망

[DC-07강] 정보(데이터) 회선망

 

[DC-07강]데이터회선망.pdf

0.11MB

학습내용
☞ 정보(데이터)회선망
학습목표
☞ 회선망의 종류와 방식을 이해 할 수 있다.
 정보(데이터)교환 기술에 대해 이해할 수 있다. 학습내용
1. 교환 회선과 전용 회선 
(1) 교환 회선(Switched Line)
1) 교환기에 의해서 연결되는 방식
2) 전용 회선에 비해 전송 속도가 느림
3) 전송할 데이터양이 적고, 회선 사용 시간이 짧을 때 효율적
(2) 전용 회선(Leased Line) 
1) 회선이 단말기 상호 간에 항상 고정되어 있는 회선 방식 
2) 전송 속도가 빠르고 전송 에러가 적음
3) 전송할 데이터양이 많고, 회선 사용 시간이 길 때 효율적 
4) 직통 회선(Point-to-Point)방식과 분기 회선(Multi-Point 혹은 Multi-Drop)방식이 
 있음 
2. 회선 구성 및 제어 방식
(1) 회선 구성 방식
1) 포인트 투 포인트(점 대 점, Point-to-Point)방식
① 중앙 컴퓨터와 단말기를 독립적으로 연결하는 방식
② 중앙 컴퓨터와 단말기 간 언제든지 데이터 전송이 가능
③ 전용 회선 또는 교환 회선에 이용
④ 망 연결 형태 중 성형(Star)으로 구성 시 사용 
2) 멀티 드롭(멀티 포인트, Multi-Drop) 방식
① 여러 대의 단말기들을 하나의 통신 회선에 연결하는 방식
② 전용 회선을 사용
③ 망 연결 형태 중 버스형(Bus)으로 구성 시 사용
④ 멀티 드롭에 사용되는 터미널은 주소 판단 기능과 데이터 블록을 일시 저장할 수 있는

버퍼를 가지고 있어야 함
⑤ 멀티 드롭 선로에 연결할 수 있는 단말기의 수를 결정하는 요인 
• 선로의 속도
• 단말기에 의해 생기는 교통량
• 하드웨어와 소프트웨어의 처리 능력
⑥ 멀티 드롭 회선 상에 적절하지 않은 전송 방식 형태 
 - 주스테이션은 반이중방식, 부스테이션은 전이중방식
 (주스테이션이 한 번에 한 쪽에서만 정보를 전송할 수 있는 반이중방식이면 
 여러 개의 부스테이션을 제어하기 어려우므로) 
3) 다중화 방식(Line Multiplexing) 
① 여러 대의 단말기들을 다중화 장치를 이용하여 중앙 컴퓨터와 연결하는 방식
② 통신회선의 고장 시 고장지점 이후의 터미널은 모두 운영 불능에 빠지는 단점이 있음
2) 회선 제어 방식 
1) 경쟁(Contention) 방식 
① 회선 제어 방식 중 가장 간단한 형태
② 회선의 접근을 위해 서로 경쟁하는 방식으로 송신 요구를 먼저 한 쪽이 송신권을 갖는 방식 
③ 송신측이 전송할 메시지가 있을 경우 사용 가능한 회선이 있을 때까지 기다려야 함
④ Point-to-Point 회선으로 접속되어 있어 관계가 대등한 단말에 많이 이용 
⑤ 주 통신국과 종속 통신국이 따로 없고 데이터 링크를 설정하고자 하는 단말장치가 주국이 되어 시행
⑥ 대표적인 시스템으로 ALOHA가 있음 
2) 폴링과 셀렉션(Polling & Selection) 방식
① 폴링(Polling) •데이터 통신에서 컴퓨터가 단말기에게 전송할 데이터의 유무를 묻는 방식
 •멀티 포인트(Multi-point) 방식에서 보조국(Secondary Station)이 주국
 (Primary Station)에게 보낼 데이터를 갖고 있는지 확인하는 방식 
② 셀렉션(Selection) 
 멀티 포인트 방식에 있어서 중앙 컴퓨터가 주변의 터미널로 데이터를 전송하고자 
 하는 경우, 수신측 터미널의 상태를 확인하는 절차
3. 네트워크의 구조와 구성 형태 
(1) 네트워크 구조(Network Architecture) 
1) 컴퓨터·단말·통신회선망의 기능 배분을 최적화하여 컴퓨터 통신망의 효율적인 구축을 
 도모하기 위한 기본 구조 또는 그에 관한 기술
2) 네트워크의 논리적 구성 요소 
① 사용자 프로세스(User Process) : 정보처리나 통신을 하는 장치를 모델화
② 노드(Node) : 원격처리장치 혹은 교환기를 모델화
③ 링크(Link) : 일반적으로 통신회선, 즉 전기신호를 운반하는 매체를 모델화

(2) 네트워크 구성 형태 
1) Mesh형(망형)

① 보통 공중 데이터통신 네트워크에서 주로 사용되며, 통신 회선의 총 경로가 다른 네트
 워크 형태와 비교하여 가장 길게 소요되는 네트워크 구성 형태
② node의 연결성이 높음
③ 많은 단말기로부터 많은 양의 통신을 필요로 하는 경우에 유리 
④ 모든 노드를 망형으로 연결할 경우 : 노드수가 n개 일 때, n(n-1) / 2개의 회선이 필요
2) Star형(성형, 중앙 집중형) 
① 중앙에 Host Computer가 있고 이를 중심으로 터미널들이 연결되는 중앙집중식의망 구성 형태
② 모든 스테이션이 중앙 스위치에 연결된 형태로 두 스테이션은 회선교환에 의해 통신을 행함
③ 주프로세서(Host processor)를 통하여 데이터를 교환하며 통신망제어를 가장 간편하게 할 수 있음
④ 교환 node 수가 가장 적음

3) Ring형(루프형)
① 데이터는 한쪽 방향으로만 흐르고 병목 현상이 드묾
② 양쪽 방향으로 접근이 가능하여 통신 회선 장애에 대한 융통성이 있음
③ 한 노드(node)가 절단되어도 우회로를 구성하여 통신이 가능 
④ 트래픽이 일정한 시스템에 적합 
⑤ 노드의 추가와 변경이 비교적 어려움
⑥ 단방향 링의 경우 두 노드 사이의 채널이 고장 나면 전체 네트워크가 손상될 수 있는 단점을 가짐
⑦ 중계기 수가 많아짐
⑧ 근거리 네트워크(LAN)에서 가장 많이 채택되고 있는 방식

4) Bus형 
① 한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말 장치가 연결
② 단말 장치가 고장 나더라도 통신망 전체에 영향을 주지 않으므로 신뢰성이 높음

5) Tree형(계층형, 분산형) : 분산 처리 시스템을 구성하는 방식

(3) 통신망(Network)을 구축하여 얻을 수 있는 장점 
1) 하드웨어 및 소프트웨어 자원의 공용화
2) 부하의 분산 및 효율성 향상
3) 데이터베이스 공용 및 시차의 활용
4. 교환방식의 종류 

5. 데이터 교환 기술
(1)회선 교환 방식(Circuit Switching) 
 - 음성 전화망과 같이 메시지가 전송되기 전에 발생지에서 목적지까지의 물리적 통신 회선 
 연결이 선행되어야 하고 이 물리적인 연결이 정보 전송이 종료될 때 까지 계속 유지 되는 교환 
 방식 
1) 회선 교환 방식의 특징
① 회선교환기내에서 처리지연시간이 비교적 적음(전파 지연이 짧음)
② 정보량이 많을 때와 파일 전송 등의 긴 연속적인 메시지 전송에 적합
③ 고정 대역폭을 사용하고 각 전문은 동일한 물리적 경로를 따름 
④ 일단 통신경로가 설정되면 데이터의 형태, 부호, 전송제어 절차 등에 의한 제약을 받지 않음 
⑤ 일대일 정보통신이 가능하며, 전용 전송로를 사용하는 방식 
⑥ 일정한 데이터 전송률을 제공하므로 두 가입자가 동일한 전송 속도로 운영 
⑦ 확립과 단절 절차가 필요
⑧ 전송된 데이터에 있어서의 에러제어나 흐름제어는 사용자에 의해 수행되어야 함
2) 회선 교환 방식 통신 과정 : 호(Call) 설정 ➡ 데이터 전송 ➡ 호(Call) 해제
3) 시분할 교환 방식(TDS, Time Division Switching) - TDM 버스 교환, 타임 슬롯 상호 교환, 시간 다중화 교환이 있음
4) 공간 분할 교환 방식(SDS, Space Division Switching) - 일반 전화 회선 교환에 사용 되는 방식으로 데이터 전송에 필요한 시간이 가장 김
5) 회선 교환 방식에서 제어 신호의 종류 
① 감시 제어 신호(Supervisory Control Signal) 
 - 서비스, 응답, 경보 및 휴지 상태 복귀 신호 등의 기능을 수행하는 제어신호
② 주소 제어 신호(Address Control Signal) - 상대방을 식별하고 경로 배정
③ 통신망 관리 제어 신호(Communication Management Control Signal) - 통신망의 전체적인 운영, 유지, 보수
④ 호 정보 제어 신호(Call Information Control Signal) - 호의 상태에 대한 정보를 송신자에게 제공
(2) 메시지 교환 방식(Message Switching) - 하나의 메시지 단위로 축적-전달(store-and-forward) 방식에 의해 데이터를 교환하는 방식
1) 특징 
① 수신측이 준비 안 된 경우에도 지연 후 전송이 가능
② 각 메시지마다 전송 경로가 다르고 수신 주소를 붙여서 전송 
③ 네트워크에서 속도나 코드 변환이 가능
④ 전송 지연 시간이 가장 김 
⑤ 응답시간이 느려 대화형 데이터 전송을 위해서는 부적절
(3) 패킷 교환 방식(Packet Switching) - 메시지를 일정한 길이의 패킷으로 잘라서 전송하는 방식 
1) 패킷(Packet) : 전송 혹은 다중화의 목적으로 메시지를 정해진 크기의 비트 수로 나눈 
 다음 정해진 형식에 맞추어 만들어진 데이터의 블록 

2) 특징 
① 패킷을 일시 저장했다 수신처에 따라 적당한 경로를 선택해서 전송(Store-and-Forward)하는 방식
② 채널과 포트의 통계적 다중화 기능을 제공
③ 개설된 경로가 반드시 고정된 것은 아님
④ 음성전송보다 데이터전송에 더 적합
⑤ 다수의 사용자간에 비대칭적 데이터 전송을 원활하게 함
⑥ 우선순위가 허용됨
⑦ 데이터 전송률 변환이 가능
⑧ 모든 사용자간에 빠른 응답 시간을 제공
⑨ 전체적으로 융통성이 크지만 패킷의 길이는 제한적임
⑩ 가상 회선 방식과 데이터그램 방식이 있음
3) 가상 회선 방식 
① 송수신국 사이에 논리적 연결이 설정됨
② 정보 전송 전에 제어 패킷에 의해 경로가 설정됨
③ 패킷의 발생 순서대로 전송
④ 통신 과정 : 호(Call) 설정 ⇨ 데이터(패킷) 전송 ⇨ 호(Call) 해제 
⑤ 별도의 호(Call) 설정 과정이 있다는 것이 회선 교환 방식과의 공통점임
⑥ 전송 중에는 동일한 경로를 가짐
⑦ 프레임 저장 기능이 있으며, 연결지향형 통신서비스임
※ Clear Request 패킷 : 가상 회선 패킷 교환 방식에서 모든 패킷이 전송되면, 마지막으로 
 이미 확립된 접속을 끝내기 위해 이용되는 패킷 
4) 데이터그램 방식
① 데이터의 전송 시에 일정 크기의 데이터 단위로 쪼개어 특정 경로의 설정 없이 전송되는방식
② 수신 측에서 도착한 패킷들의 순서를 재정리해야 함 
※ 교환 기술에서 성능 비교 요소 
 - 전파 지연, 전송 시간, 노드 지연, 데이터 처리율
(4) 패킷 교환망(PSDN, Packet Switched Data Network)
1) 패킷 교환망의 특징 
① 정보를 패킷 단위로 전송
② 부호가 다른 단말장치 사이의 통신이 가능
③ 처리속도가 다른 단말장치 사이의 통신이 가능
④ 축적 전송기능에 의해 패킷 다중전송이 가능
⑤ 회선 이용효율의 극대화 및 전송 품질이 우수하며 고신뢰성
⑥ 가상 회선 방식과 데이터그램 방식이 있음
⑦ 전송량 제어와 전송속도 변환 가능하며, 장애발생시 대체 경로 선택이 가능
⑧ 표준화된 프로토콜 적용
⑨ 패킷단위로 헤더를 추가하므로 패킷별 오버헤드가 발생함
⑩ 대량의 데이터 전송 시 전송 지연
2) 패킷 교환망의 기능 
① 순서 제어
• 정상적인 패킷은 그대로 보내고 받음

 중복된 패킷은 폐기
• 분실된 패킷은 재전송시켜 정정함
② 경로 선택 제어(Routing Control) : 가장 효율적인 전송로 선택
③ 트래픽 제어(Traffic Control) : 패킷의 흐름 또는 양을 조절
④ 에러 제어(Error Control) : 에러 검출 및 정정
⑤ 패킷 다중화 : 다수의 상대 터미널과 통신을 수행하도록 하는 기능
⑥ 논리 채널 : 송 ․ 수신측 단말기 사이에 가상 회선을 설정하는 기능
3) X.75 : 패킷교환망과 패킷교환망의 연결(망간 접속)을 위한 프로토콜을 규정하고 있는 권고안
※ PAD(Packet Assembler Disassembler)
: 비패킷형 단말기들을 패킷교환망에 접속이 가능하도록 데이터를 패킷으로 조립하고 수신측에서는 분해 해주는 
H/W 및 S/W
※ 전파지연(Propagation Delay) : 신호가 한 노드에서 다음 노드로 도달하는데 걸리는 시간
(5) 경로 설정(Routing) 
1) 데이터 패킷을 출발지에서 목적지까지 이용 가능한 전송로를 찾아본 후에 가장 효율적인 전송로를 선택하는 것 
2) 경로 배정 요소(Parameter) 
① 성능 기준
② 경로의 결정 시간과 장소
③ 네트워크 정보 발생지
3) 경로 설정 프로토콜 
① IGP(내부 게이트웨이 프로토콜, Interior Gateway Protocol)
• RIP(Routing Information Protocol) : 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜
 이며, 패킷을 목적지까지 전달하기 위해 사용되는 라우팅 프로토콜 
② EGP(외부 게이트웨이 프로토콜, Exterior Gateway Protocol) 
③ BGP(Border Gateway Protocol) : 여러 자율 시스템(Autonomous System)간에 라우팅 정보를 교환
4) 경로 설정 알고리즘 
① 범람 경로 제어(Flooding) 
 - 네트워크 정보를 요구하지 않으며, 송신처와 수신처 사이에 존재하는 모든 경로로 패킷을 전송하는 방법
② 고정 경로 제어(착국 부호 방식, Static Routing) 
 - 각 노드마다 접속하려는 상대방에 미리 붙여둔 번호를 해석해서 접속로의 선정을 행하는 링크 선택방식
③ 적응 경로 제어(Adaptive Routing)
④ 임의 경로 제어(Random Routing)
요점정리
1. 회선망의 종류와 방식에 대해 정리합니다. 2. 정보(데이터)교환 기술에 대해 정리합니다. 다음차시예고
수고하셨습니다. 다음 8주차에서는 “통신 프로토콜(Protocol)”에 대해서 학습하도록 하겠습니다.