Chapter 1. Data communication

1.1 Data Communications

통신

- 정보를 공유하는 것

데이터 통신

- 전선같은 특정 형태의 전송매체를 통해 두 장치 간에 데이터를 교환하는 것

1.1.1   Components

1)   Message

-      통신의 대상이 되는 정보

-      데이터

2)   Sender(송신자)

-      데이터 메시지를 보내는 장치

3)   Receiver(수신자)

-      데이터 메시지를 수신하는 장치

4)   Medium(전송매체)

-      sender에서 receiver까지 message가 이동하는 경로

5)   Protocol

-      데이터 통신을 통제하는 규칙의 집합

-      통신하는 장치들의 상호 합의

1.1.2   Data Representation

-      문자

-      숫자

-      화상(Image)

-      Audio

-      Video

 

1.1.3   Data Flow

1)   simplex(단방향)

-      한 쪽은 수신만, 다른 쪽은 전송만

-      - keyboard, monitor

2)   half-duplex(반이중)

-      각 station은 송신, 수신이 가능하지만 동시에는 안됨

3)   full-duplex(전이중)

-      각 station이 동시에 송신, 수신 가능

-      각 link가 물리적으로 분리된 2개의 전송통로를 갖거나 channel의 전송용량을 반으로 나누어 서로 반대로 흐르게 함

 

1.2 Networks

네트워크

- 통신이 가능한 서로 연결된 장치의 모임

장치의 종류

① host(end system)

-      컴퓨터, 데스크탑, 랩톱, 보안 시스템

② connecting devise

-      router

: 네트워크와 다른 네트워크 연결

-      switch

: 서로 장치를 연결

-      modem

: 데이터의 형태를 변경

-> ①, ②와 같은 장치들은 cable과 공기 같은 유선 or 무선 통신 매체를 통하여 연결

1.2.1   Network criteria(평가기준)

1)   performance(성능)

-      측정방법

a.     전달시간 – 메시지가 이동하는 시간

b.    응답시간 – 요구와 응답에 경과된 시간

-      평가방법

a.     처리량

b.    지연

2)   reliability(신뢰성)

3)   security(보안)

1.2.2   physical structures

1)   type of connection(연결 유형)

a.   point to point

-      두 장치 간의 전용 링크를 제공

-      channel의 전체 용량은 두 기기 간의 전송을 위해서만 사용

b.   multipoint(multidrop)

-      3개 이상의 기기가 하나의 link를 공유

-      공간적 공유: 여러 기기가 동시에 링크를 공유

-      시간적 공유: 사용자가 순서에 따라 링크를 공유

2)   physical topology

-      물리적 or 논리적 network 배치방식

① mesh topology

-      point to point link

-        n개의 노드에 대해 n(n-1)개의 링크 필요. 그런데, full-duplex mode이면 nn-12 개 필요

-      모든 장치는n-1개 I/O포트를 가짐

(장점)

-      통신량의 문제X

-      안전성 높음(한 링크 고장나도 전체 시스템 문제 X)

-      프라이버시와 보안이 좋음(국방부에서 사용)

-      point to point 연결이므로 결함의 식별과 분리가 쉽고, 문제가 있는 링크를 피해서 경로 설정 가능

(단점)

-      많은 cable과 I/O포트가 필요

-      설치와 재구성이 어려움

-      필요 전선 용적이 수용 공간보다 클 수 있음

-      높은 cost

② star topology

-      point to point link(hub(중앙제어장치)와)

-      각 장치 서로 직접 연결X(직접 적 통신X)

(장점)

-      mesh topology 보다 비용이 적다

-      설치와 재구성이 쉽다

-      안전성이 높다

(단점)

-      hub에 의해 접속형태가 좌우된다.

③ bus topology

-      multipoint link

-      1개의 긴 cable이 backbone역할을 함

-      신호가 네트워크를 따라 이동하면, 에너지의 일부가 열로 변환되어 멀리 갈수록 신호는 약해진다.

-      따라서 tap의 수와 tap간의 거리는 제한

(장점)

-      설치하기 쉽다.

(단점)

-      재구성이나 결함분리가 어렵다

-      bus cable의 결함과 파손은 모드 data 전송을 중단시킨다

④ ring topology

-      point to point (양쪽에 있는 장치와)

-      signal은ring을 따라 한 방향으로만 흐름

-      repeater을 포함

(장점)

-      설치와 재구성이 쉽다.

-      신호가 항상 순환하므로 문제 발생위치를 찾기 쉽다

(단점)

-      단방향 전송(링의 결함은 전체 network의 문제가 된다)

è 이중 링, switch사용

 

1.3 Networks Types

-      네트워크 유형 (LAN / WAN)

1.3.1 LAN

-      근거리 통신만(Local Area Network)

-      개인 소유, 사무실, 학교에 있는 호스트들을 연결

-      각 host들은 LAN에서 host를 구분하는 ‘주소’를 갖는다

-      past

-      today

-      packet은(from host to host) 발신지 host와 목적지 host의address를 같이 보낸다

1.3.2 WAN

-      광역 통신망

-      도시, 국가, 세계에 사용

-      switch, router, modem 같은 연결 장치를 사용하여 장비를 연결(LAN은 host간의 연결)

-      통신회사가 만들고 이를 임대하기 위한 목적으로 사용

1)   point to point WAN

-      전송매체를 통해 두 통신 장치를 연결

2)   switched WAN

-      오늘 날 세계적인 통신 backbone망

-      오늘 날 LAN과 WAN이 독립적으로 분리된 건 드문 일임

1.3.3   switching

- internet은 “교환형 네트워크”이다.

교환형 네트워크

1.   circuit-switched network(회선 교환 네트워크)

-      switch는 회선의 활성화 또는 비활성화에만 관여

-      용량이 모두 이용될 때에만 효율적

2.   packet-switched network(패킷 교환 네트워크)

-      종단 사이의 통신은 packet(데이터 블록)에 대해 이루어짐

-      Queue: packet을 저장하고 forwarding함

-      packet-switched가 circuit-switched보다 효율적이지만 packet이 지연될 수 있음

1.3.4 The Internet

internet vs Internet

internet

-      서로 통신할 수 있는 네트워크의 집합

Internet

-      internet 중 가장 대표적인 것.

-      수천 개의 상호 연결된 네트워크들

1.3.5 Accessing the Internet

-      전화망 이용(Dial-up service / DSL service)

-      케이블망 이용

-      무선망 이용

-      인터넷에 직접 연결

 

1.4 Internet history

1.4.1 초기의 역사

-      패킷 교환망의 탄생

-      ARPANET

1.4.2 인터넷의 탄생

-      TCP/IP

-      MILNET

-      CSNET

-      NSFNET

-      ANSNET

1.4.3 오늘의 인터넷

-      월드 와이드 웹(www)

-      멀티미디어

-      peer-to-peer 응용들

1.5 standards and administration

1.5.1 Internet Standards

1.5.2 Internet Administration

-      ISOC

-      IAB

-      IETF

-      IRTF