네트워크의 종류
네트워크는 규모에 따라 근거리 통신망(LAN), 도시권 통신망(MAN), 광역 통신망(WAN) 등으로 나뉜다.
LAN(Local Area Network)
집, 학교, 사무실 등 가까운 지역을 네트워크를 이용하여 하나로 묶는 근거리 통신망을 LAN이라 한다. 주로 이더넷과 무선랜을 이용한다. (무선랜 IEEE 802.11 등)
랜 구성 방식으로 스타(star)형, 버스(bus)형, 링(ring)형, 망(mesh)형으로 구분된다.
Star 형
중앙에 위치한 중앙 컴퓨터가 모든 통신을 제어하는 Point-to-Point 방식으로 연결된다. 일부 장애가 발생해도 전체 네트워크에 영향을 주지않으나 중앙 컴퓨터가 고장날 시 네트워크가 마비된다.
Bus 형
하나의 통신회선(BUS)에 여러 컴퓨터를 연결하는 방법으로 모든 장치들은 동등한 조건에 놓인다. 한 번에 한 컴퓨터만 전송할 수 있어 단말의 수에 따라 성능이 달라진다. 신호 반사에 의한 간섭을 막기위해 종단기(Terminator)가 존재한다.
구조가 간단하여 추가/제거가 쉽고 저렴하다. 장애시 추적이 어렵고 버스, 종단 장치에 문제발생시 네트워크가 마비된다.
CSMA/CD와 토큰 패킹 전송 방식을 사용한다.
Ring 형
원형의 통신회선에 컴퓨터와 단말기를 연결하는 형태로 앞의 수신내용을 다음 컴퓨터에 재전송하는 방법으로 동작하며, 토큰 패싱 방식으로 전송한다. 네트워크 전송상의 충돌이 없고 노드의 수가 증가해도 성능저하가 적다. 그러나 노드 추가가 어렵고 문제 발생시 전체 네트워크가 마비 될 수 있다.
Mesh 형
스타형과 링형의 혼합된 형태로 각 단말이 여러개의 인터페이스를 갖추고 그물 형태로 연결하는 방식이다. 비용이 높아 라우터를 이용하여 LAN과 LAN을 연결하거나 백본망을 구성할 때 사용된다. 장애 발생에 유연하며 신뢰성이 높다.
이더넷과 CSMA/CD(Carrier sense Multiple Access with Collision Detection)
이더넷은 각 기기들이 48비트 길이의 고유한 MAC 주소를 기반으로 데이터를 주고받을 수 있도록 설계되었다. 전송매체로 동축(BNC), UTP, STP 케이블을 이용하며, 연결을 위해 허브, 스위치, 리피터 등의 장치를 이용한다.
이더넷은 반송파 감지 다중 접속 및 충돌 탐지 방식을 이용하는데 토큰 링 방식에 비해 효율은 낮지만 가격이 저렴하다.
단말기가 전송 신호유무를 탐지하고 다른 단말기가 신호를 송출하는지 확인하는 방식이다.
토큰링(Token Ring)
1980년 IBM에 의해 개발된 기술로 IEEE 802.5로 표준화되었다. 여러대의 단말을 이어 형성하고 데이터는 한쪽 방향으로 흐르게 설계되었다. 네트워크 채널을 이용하려면 토큰이라는 권한이 있어야 한다. 스위치 이더넷 개발로 쇠퇴하였다.
FDDI(Fiber Distributed Data Interface)
광섬유 케이블을 사용하여 설계된 링 구조의 통신망. 액세스 제어로 토큰 패싱 방법을 사용한다. 이중 링형을 구성하여 통신망의 마비를 방지하고 광대한 지역의 LAN 구성이나 고속 백본 LAN 구성에 사용된다.
MAN(Metropolitan Area Network)
LAN과 WAN의 중간 형태로 위성 도시 등을 연결한 형태를 말한다. 도시 내의 여러 LAN을 묶어 놓은 형태로 높은 데이터 전송률을 갖는다. IEEE 802.6 으로 국제 표준으로 규정되어있다.
WAN(Wide Area Network)
원거리 통신망 또는 광역 통신망으로 국가, 대륙 등 넓은 지역을 연결하는 네트워크이다.
LAN보다 속도가 느리며 전송 에러율도 높다. 전용 회선과 교환 회선 방식의 두가지 구성방식이 있다.
전용 회선 방식은 회선 제공자가 계약을 체결한 이용자끼리만 통신하는 선로로 안정성이 높으나 비용이 높다.
교환 회선 방식은 공중교환전화망이나 공중교환데이터망 등 공중망을 이용해 전송하는 방식이다. 저렴하지만 다수의 공유로인해 속도가 느리다. 회선 교환, 패킷 교환, 셀 릴레이 등 방식이 있다.
회선 교환(Circuit Switching)
송수신 호스트가 데이터를 전송하기 전에 미리 연결 경로를 설정하여 물리적 전용선을 연결하는 방식이다. 고정된 대역폭을 할당 받으므로 안정적인 데이터 전송률을 지원한다. ex) 전화
패킷 교환(Packet Switching)
패킷이라는 정보 블록을 이용해 전송하는 방식으로 데이터를 일정 크기로 분할하여 각각에 송수신 정보를 담는 블록 방식이다. 전송 대역폭을 동적 방식으로 공유하기 때문에 전송 효율을 극대화 (우선순위 가능)하며 고정 대역폭의 할당이 없기 때문에 이론상 무제한 호스트의 수용이 가능하다. 회선 교환에 비해 지연이 발생할 수 있고 오버헤드 비트가 존재한다.
데이터그램(datagram) 방식과 가상 회선(Virtual Circuit) 방식으로 나뉘어 진다.
데이터그램방식
비연결형 서비스를 이용해 전달되는 패킷들이 독립적으로 전송되는것
연결 설정을 위한 과정이 없어 경로 할당도 없다. 각 패킷의 순서를 예측할 수 없어 크기가 작거나 신뢰성이 떨어지는 환경에서 사용한다.
가상 회선 방식
연결형 서비스를 이용하기 위한것으로 송수신 호스트간 설정된 가상 단일 파이프를 통해 패킷을 전송한다.
모든 패킷이 동일 경로를 이용하며 도착하는 순서는 보낸 순서와 같다. 회선 교환 방식과 같으며 데이터 단위가 패킷이라는것에 차이가 있다.
셀 릴레이(Cell Relay) = ATM(Asynchronous Transfer Mode)
ATM으로 많이 알려진 방법으로 셀이라고 부르는 고정 길이(53byte) 패킷을 이용하여 순서대로 자료를 전송하는 방식이다. 가상 채널 기반의 연결형 서비스로 프레임 릴레이처럼 양 끝 단말간 오류 제어와 흐름 제어를 한다. 오버헤드가 적어져 망의 고속화가 가능하고 다양한 신호 처리와 리얼타임 서비스도 가능하다.