[네트워크] 컴퓨터통신망의 소개

※ 참고 : 한국방송통신대학교 정보통신망 강의 1강

 

1. 컴퓨터와 통신

(1) 컴퓨터와 통신

• 컴퓨터가 하는 일 = 데이터를 처리하는 것. 그래서 영어로 컴퓨터를 EDPS(Electronic Data Processing System)라고도 함.
• 컴퓨터는 데이터를 입력으로 받아들이고 출력으로 정보를 출력함.
• 온라인으로 연결되지 않고 나 혼자서 Stand Alone으로만 쓴다면 통신이 불필요할 것. 하지만 다른 컴퓨터와 Computing Power 또는 Computing Resource를 공유하기 위해 통신망이 생기게 됨.

(2) 통신 기술과 데이터 처리 기술

• 단말기가 프린터를 이용하거나 디스크 장치를 중앙처리장치(입출력 채널)를 통해서 Read/Write 하기 위해서는 컴퓨터가 가지고 있는 데이터 처리 기술과 통신 시스템이 가지고 있는 통신 기술을 융합해야 함.

(3) 분산 시스템(Distrubuted Systems)

• 컴퓨터 자원을 분산시켜서 작업을 처리하는 시스템
  • Why? ① 컴퓨터 자원을 공유해서 서로 사용할 수 있게끔
  • Why? ② 그 컴퓨터 자원을 붙이거나 빼내게끔(Scale의 확장과 축소)
  • Why? ③ 이쪽에서 고장나더라도 다른 쪽에서 사용할 수 있게끔(오류에 대한 신뢰도를 높임)
    • ex) 원래 있던 데이터를 4개로 쪼개서 각자 4개의 사본을 가지고 있다면... A에서는 1,2번을, B에서는 2,3번을, C에서는 3,4번을, D에서는 4,1번을 가지고 있고 본부에는 1,2,3,4번을 가지고 있다면... 이렇게 되면 본부가 불이 타도 데이터를 잘 merge해서 원래 상태로 되돌릴 수 있음.
• 분산의 정도
  • 강하게 연결되어 있느냐 약하게 연결되어 있느냐에 따라 분류. 상호 작용에 따라 얼마나 거리적으로 붙어있는가. 컴퓨터의 자원을 빈번하게 사용하는 경우와 드물게 사용하는 경우에 따라 다름.
  • 강연결(Strongly Coupled) 분산 시스템 vs 약연결(Loosely Coupled) 분산 시스템
  • 정보통신망은 약연결 분산 시스템에 해당된다.
  • Data flow machine과 Multiprocessor는 강연결 분산 시스템에 해당되고, LAN, WAN, Interconnection network는 약연결 분산 시스템에 해당함. 
    • 아래 표에서 거리는 대략적인 참고만. 멀티프로세서(CPU가 여러대 있는 컴퓨터)도 과거에는 컴퓨터 크기가 커서 1m씩 떨어져 있었지만 현재는 아님.
    • 표에는 없지만 요즘에는 내 주변에 있는 걸로 스마트워치, 블루투스 이어폰과 같은 PAN(Personal Area Network)도 있음. 또 LAN과 WAN 사이에 MAN(Metropolitan Area Network)이 있음.
      • PAN < LAN < MAN < WAN
      • PAN을 강연결로 볼 것인가 약연결로 볼 것인가 모호함. Interaction이 자주 있느냐로 구분해야 할 것.

(4) 컴퓨터 통신망 정의

• 통신(Communication)
  • 넓은 의미 : 서로 떨어진 지점, 사람 또는 장치들 사이에 다양한 매개체를 이용하여 정보를 전달하는 과정
  • 좁은 의미 : 원격통신(Telecommunication) - 전자적 정보의 전송
• 데이터 통신(Data Communication)
  • 컴퓨터 시스템에 의한 데이터 처리 기술 + 통신 시스템에 의한 데이터 전송 기술
• 데이터 통신망(Data Communication Network)
  • 데이터 통신 기술(데이터 처리 기술 + 데이터 전송 기술) + 망 기술
  • = 컴퓨터 통신망(Computer Communication Network) = 정보 통신망(Information Communication Network)
    • 다 같은 의미로 데이터에 더 초점을 맞추면 데이터 통신망, 컴퓨터에 더 초점을 맞추면 컴퓨터 통신망, 정보에 더 초점을 맞추면 정보 통신망
  • 약연결 분산시스템

(5) 컴퓨터 통신망 목적 

• 자원의 공유
• 처리기능의 분산
  • 슈퍼컴퓨터 1대보다 작은 서버급 컴퓨터 1000대가 있는 것이 훨씬 더 낫다
• 신뢰도 향상
• 안전성 보장
  • 원본 데이터를 카피해서 가지고 있고, 데이터가 소실되었을 때 복원할 수 있음
• 호환성 확대
  • 서로 다른 기종끼리 연결되어서 쓸 수 있게 함

(6) 컴퓨터 통신망 역사

• 데이터 통신의 역사
  • 1940년 원격 계산기에 데이터 통신(G. Stibitz)
    • 멀리 있는 계산기에 계산식을 보내고 답을 받음
  • 1958년 SAGE 시스템
    • Semi-Automatic Ground Environment
    • 냉전 때 미국에서 하늘에 있는 군사 비행체와 땅에 있는 Gound Staff 간의 전자적인 통신
    • 컴퓨터와 통신을 결합시킨 최초의 컴퓨터 통신 시스템
  • 1960년대 초반 ARPA Network
    • 미국 국방부 산하에 Advanced Research Project Agency를 만듦.
    • ARPA Network = 냉전 때 미국에서 소련으로부터 미사일 폭격 당했을 때를 대비해서 중요한 데이터들을 카피해서 분산시킴. 이런 컴퓨터 자원들을 망으로 연결시킴. 
      • ARPANET이 인터넷의 전신이라고 볼 수 있으므로 중요함
      • TCP/IP 프로토콜 개발
        • 현재 인터넷에서 사용하는 동일한 프로토콜을 이 때 처음 개발해서 씀. 
      • 패킷 교환 네트워크
        • 데이터 교환의 한 방법으로 패킷 교환이 있는데, 이 때 처음 사용함. 현재 인터넷에서 사용.
  • 1964년 SABRE 시스템
    • Semi-Automatic Business Research Environment
    • American Airline사의 여객기 좌석 예약 업무 처리
  • 1968년 ALOHA 시스템
    • Additive Links Online Hawaii Area
    • 하와이 대학, 실험적 무선 패킷 교환 네트워크
  • 1974년 TELENET
    • 최초의 대중화된 상용 패킷 교환 네트워크
    • 네트워크를 가지고 있는 회사에 돈을 내고 네트워크를 연결할 수 있게 됨.

(7) 컴퓨터 통신망 서비스

• e-Mail
• 파일 전송 - FTP 프로토콜
• 원격 처리(Remote Login, Remote Procedure)
• 원격 회의
• 분산 데이터베이스 시스템
• Web Services
• Social Network Services 등

 

2. 데이터 통신 시스템

(1) 데이터 통신 시스템의 구성

• 데이터 전송 시스템
  • 단말장치(DTE, Data Terminal Equipment) : 스마트폰, 모니터 등
  • 데이터 전송회선
    • 신호변환장치(DCE, Data Communication Equipment)
      • Modem : 디지털 신호와 아날로그 신호를 서로 바꿔줌
      • DSU(Digital Service Unit) : 미세한 디지털 신호를 멀리 전송하기 위해 필요함
    • 통신회선 : 통신회선 그 자체
  • 통신제어장치(CCE(Communication Control Equipment) = CCP(Communication Control Processor)) : 컴퓨터와 데이터 전송 회선 사이에서 통신을 제어하는 장치

• 데이터 처리 시스템
  • 컴퓨터

(2) 데이터 통신 시스템의 기능 (교재 4장 내용)

• 전송 시스템 활용
• 접속
• 동기화
• 교환관리
• 오류검출 및 정정
• 흐름제어
• 주소지정
• 라우팅
• 복구
• 메시지 형식화
• 보호
• 시스템 관리

(3) 통신 소프트웨어

• 데이터 전송회선과 통신제어장치를 이용하여 컴퓨터와 단말장치 사이에서 정보를 송수신하기 위한 프로그램

 

3. 통신 프로토콜

(1) 통신 프로토콜의 정의

• 통신을 원하는 두 개체(Entity) 간의 무엇을, 어떻게, 언제 통신할 것인지를 서로 정한 규약
• 프로토콜의 주요 요소
  • 구문(Syntax) : 데이터 형식이나 신호 수준 등
  • 의미(Semantic) : 전송의 조정, 오류관리를 위한 제어정보
    • 예) 데이터 보낼 때 짝수 패리티(Even Parity)로 보내면 짝수 패리티로 해석하는 것.
  • 타이밍(Timing) : 전송속도 조절 및 전송순서 조정 등

(2) 컴퓨터 통신망 구조(Computer Network Architecture)

• 모든 통신 기능을 담고 있는 하나의 프로토콜을 사용하는 대신, 통신 기능을 구현하는 프로토콜의 구조적 집합 (하나의 큰 프로토콜을 사용하는 게 아니라 모듈로, 레이어로 자르고 모아서 쓰는 것). A set of Protocols.
  • IBM사에서는 SNA(System Network Architecture) 사용
  • DEC사에서는 DNA(Digital Network Architecture) 사용
  • 표준을 만드는 ISO에서 컴퓨터 통신을 제대로 하기 위해서 표준을 만들게 됨. 그것이 바로 OSI 참조 모델

(3) OSI 참조 모델 (교재 5장)

• OSI(Open Systems Interconnection)
  • 7-Layered Reference Model