<Linux 마스터 2급> 네트워크의 개요와 통신망 종류

■통신망 종류

네트워크 타입	컴퓨터 사이의 거리	영역
LAN	1m ~ 10m	Room
	10m ~ 1km	Office Building
MAN	1km ~ 10km	City
	10km ~ 100km	Province
WAN	100km 이상	State
	1000km 이상	Continent
Internet	10000km 이상	Inter-Continental

 

1. LAN(Local Area Network, 근거리 통신망)

· 빌딩 내 혹은 근접한 거리의 빌딩들로 제한된 지역에 설치된 정보 기기들 사이의 고속 통신을 제공하는 통신망

· LAN의 종류에는 Ethernet, Token Ring, FDDI 등

LAN 종류	주요 특징
Ethernet / IEEE 802.3 LAN	· 1980년 DEC, Intel, Xerox 회사에 의해 DIX ethernet 표준 발표 · Ethernet의 또 다른 형태가 IEEE에 의해 표준으로 정의 · 매체 접근 제어 기술 CSMA/CD 사용
Token Ring / IEEE 802.5 LAN	· 1980년 초반 IBM사에 의해 개발한 LAN 기술 · 데이터는 한 쪽 방향으로 흐르도록 하여 한 컴퓨터에서 다음 컴퓨터 순으로 순서대로 전달 · 통신 회선의 길이 제한이 없으며, 확장성이 용이하지 않음 · 매체 접근 제어 기술 Token passing 사용
FDDI(Fiber-Distributed Data Internet) LAN	· 1987년 ANSI X3T9.5 표준위원회에 의해 발표 · LAN상의 고속스테이션을 연결 또는 백본망 연결시 사용 · 이중 링(Dual-ring) 구조 : 데이터 전송 링과 백업용 링 · 매체 접근 제어 기술 Token passing 사용

 

2. MAN(Metropolitan Area Network)

· MAN은 LAN보다는 큰 규모를 가지지만 WAN보다는 지리적으로 작은 규모에서 컴퓨터 자원들과 호스트들을 연결하는

  도시권 통신망

· 몇몇 근거리 통신망(LAN)을 연결하여 백본라인(backbone line)을 형성

· 고가의 라우터나 광 전송 장비 없이도 저렴하게 인터넷 서비스를 이용할 수 있음

· 전송 매체로는 광섬유 또는 동축 케이블이 사용되며, 45Mbps, 100Mbps의 속도를 제공

· DQDB(Distributed Queue Dual Bus)는 MAN에서 사용되는 IEEE 802.6 규격인 QPSX(Queue Packet Synchronous

  Exchange)의 제어접속에 사용

  - DQDB 토폴로지는 이중 버스 토폴로지를 사용

  - 각 버스는 단방향이며 버스의 머리(head)부분에는 53바이트의 슬롯 생성기가 있음

  - 회선 교환과 패킷 교환이 모두 가능

 

3. WAN(Wide Area Network)

· 국가, 대륙 등과 같이 넓은 지역을 연결하는 네트워크

· 거리의 제한은 없으나 다양한 경로를 경유해 도달하므로 속도가 느리고 전송 에러율이 높음

· 장거리 망 사이의 연결을 위한 WAN 구성 방식으로는 전용선, 회선교환망, 패킷교환망

WAN 종류	프로토콜	기능
전용회선 & 회선교환망	HDLC	· Serial Interface의 기본 Encapsulation type · 동 기종 간 Synchronous(동기식 전송) Serial 연결 시 사용 · 3계층 Protocol이 일치해야 함
	PPP	· Async, Sync Interface에서 모두 사용 가능 · 이 기종 간 연결 시 사용 · Multi Protocol 지원 NCP(Network Control Protocol) · 다양한 옵션 제공 LCP(Link Control Protocol) · 인증, 압축, Call Back Error Detect, Multilink
패킷교환망	X.25	· ITU-T의 표준화 통신 규약 · 패킷망에서 DCE(회선 종단장치)와 DTE(데이터 단말장치) 사이에 이루어진 상호 작용을 위한    프로토콜 · 가변 길이 프레임 전송을 지원
	Frame-relay	· 안정적인 Data망 구축 이후 개발 · 속도에 초점을 둠 · Frame 단위 전송이므로, 실시간 Data 전송이 어려움
	ATM	· Frame을 Cell 단위로 쪼개어 전송 · 53Bytes : 48bytes(Data) + 5bytes(헤더 정보) · 실시간 데이터 전송 용이

 

4. SAN(Storage Area Network)

· 스토리지를 위해 고안된 스토리지 전용 고속 네트워크

· 파이버 채널을 이용하여 구성되는 저장장치 네트워크

· 호스트 컴퓨터의 종류에 구애받지 않고 별도의 연결된 저장장치 사이에 대용량의 데이터를 전송시킬 수 있는 고속

  네트워크

· 서버가 클라이언트로부터 파일 I/O요청을 직접 블록 I/O로 전환하여 SAN에 연결된 스토리지로 전송

 

■네트워크 개요

1. LAN 토폴로지(Topology)

· 토폴로지는 호스트 및 장비들의 물리적인 배치 형태

· 토폴로지는 성형(star), 망형(full mesh), 버스형(bus), 링형(ring), 트리형(tree) 등이 있음

토폴로지	특징	연결형태
성형	· 중앙 컴퓨터에 여러 대의 컴퓨터가 허브나 스위치와 같은 장비로 연결 · 중앙 집중식 형태로 네트워크 확장이 용이 · 고속의 대규모 네트워크에 적합 · 관리하는 중앙 컴퓨터 고장 시 전체 네트워크 사용이 불가능
망형	· 모든 노드가 서로 일대일로 연결된 형태 · 대량의 데이터를 송수신할 경우 적합 · 장애 발생 시 다른 시스템에 영향이 적음 · 우회할 수 있는 경로가 존재하여 신뢰성이 가장 높음 · 회선 구축 비용이 많이 듦(노드 N개? 회선 수 N(N-1)/2 개)
버스형	· 하나의 통신회선에 여러 컴퓨터를 연결해서 전송 · 연결된 컴퓨터 수에 따라 네트워크 성능이 변동 · 단말기 추가 및 제거가 용이하며 설치 비용이 저렴 · 노드 수 증가 시 트래픽 증가로 병목현상 발생(네트워크 성능 저하) · 문제가 발생한 노드의 위치를 파악하기 어려움
링형	· 각 노드가 좌우의 인접한 노드와 연결되어 원형을 이룸 · 앞의 컴퓨터로부터 수신한 내용을 다음 컴퓨터에게 재전송 · 토큰패싱(Token passing)을 통해 데이터 전송 · 고속 네트워크로 자주 네트워크 환경이 바뀌지 않는 경우 구성 · 분산 제어와 검사 및 회복이 가능 · 네트워크의 전송상 충돌이 없어 노드가 증가하더라도 성능 저하 적음 · 하나의 노드장애가 전체 토폴로지에 영향 · 노드의 추가 및 삭제가 용이하지 않음
트리형	· 버스형과 성형 토폴로지의 확장 형태 · 백본(backbone)과 같은 공통 배선에 적절한 분기 장치(허브, 스위치)를   사용하여 링크를 덧붙여 나갈 수 있는 구조 · 트래픽 양 증가 시 병목 현상의 가능성 증대

 

2. 매체 접근 제어 방식

매체 접근 제어 방식(Media Access Control)은 여러 단말들이 공유 매체 사용에 대한 단말 간 충돌/경합 발생을 제어

· CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)

  - 단말기가 전송로의 신호 유무를 조사하고 다른 단말기가 신호를 송출하는지 확인

  - 운영방식은 4단계로 구성

    1) 전송을 원하는 호스트는 네트워크 캐리어를 감지해 전송이 가능한지 검사

    2) 호스트는 전송이 가능할 경우 전송을 시작

    3) 충돌이 감지될 경우 잼 신호를 브로드캐스트

    4) Back-off 알고리즘에 따라 랜덤한 시간이 지난 후에 다시 전송 시도

· 토큰 패싱(Token passing)

  - Token의 흐름에 의해 전송 순서가 결정

  - Token passing은 free token과 busy token을 이용하여 매체 접근을 제어

  Free token : 회선에 어떠한 데이터를 전송하지 않는 것을 나타내는 제어신호

  Busy token : 특정 컴퓨터에 의해 데이터가 전송되어 회선을 사용할 수 없는 상태 제어신호

  1) 송신자는 제어신호가 free token인지 busy token인지 확인

  2) free token일 경우 송신자는 free token을 busy token으로 변환하고 데이터를 전송

  3) 송신자는 데이터 전송이 완료되면 busy token을 free token으로 전환 후 데이터 전송 완료