네트워크의 구성

1. 네트워크의 구성

집 네트워크

 

 

네트워크 구성요소

 

스위치와 라우터

PC(컴퓨터나 서버)

네트워크 접속장치

네트워크 접속 매체

 

2. 네트워크의 형태

(1) 근거리 네트워크

건물, 사무실 등 지리적으로 제한된 곳에서 컴퓨터와 프린터, 스캐너 등을 연결할 수 있는 네트워크

유선케이블, 적외선 링크, 무선 송수신기 이용 통신

(2) 광대역 네트워크

본사와 생산공장 간에 데이터와 프로그램 등을 공유하려고 기존 전화선에 라우터를 연결하여 광역 네트워크를 구성

(3) 인트라넷

가장 가까운 ISP(인터넷 서비스 제공업체)까지만 연결

 

3. 네트워크 접속장치

접속장치로 연결된 네트워크

(1) LAN 카드

LAN 카드(NIC, Network Interface Card)

전송매체에 접속하는 역할과 데이터의 입출력 및 송수신, 프로토콜의 처리 기능 등을 담당

LAN 카드에 할당된 48비트의 물리적 주소를 MAC 주소Media Access Control address

 

(2) 허브

 

허브로 연결된 네트워크

더미허브:단순히 컴퓨터와 컴퓨터 간의 네트워크를 중계하는 역할, 네트워크의 전체 대역폭을 노드 수만큼 분할하여 사용하기 때문에 허브에 연결된 노드 수가 증가하면 네트워크의 속도가 떨어진다.

 

 

스위칭 허브:수신지 주소로 스위칭하는 기능이 있고, 노드들을 각각 점대점으로 접속시키기 때문에 네트워크의 효율이 훨씬 높다. 100Mbps 대역폭을 제공하는 이더넷에 5포트 허브로 컴퓨터 다섯 대를 연결하면, 각 컴퓨터는 100Mbps 대역폭을 보장받는다.

 

스태커블 허브:스태커블 허브를 사용하면 여러 대의 허브가 하나의 허브처럼 동작하기 때문에 전송속도의 차이가 적다

 

 

(3) 스위치

컴퓨터에 할당되는 대역폭을 극대화하는 장치, 근거리 통신망이 제공하는 대역폭을 컴퓨터로 모두 전송

(4) 브리지

두 개 이상의 근거리 통신망을 연결하여 하나의 네트워크로 만들어 주는 장치

수신지 주소에 따라 특정 네트워크 트래픽만 통과시킬 수 있도록 설계된 특수한 형태의 네트워크 스위치

전체 네트워크의 트래픽을 줄이기 위해 네트워크를 세그먼트 단위로 분할한다

(5) 게이트웨이

종류가 다른 두 개 이상의 네트워크를 상호 접속하여 정보를 주고받을 수 있는 장치

근거리 통신망(LAN), 공중 데이터망(PDN), 공중전화 교환망(PSDN)

서로 다른 프로토콜 통신망 간에도 프로토콜을 변환하여 정보를 주고받을 수 있다.

(6) 중계기

접속 시스템의 수를 증가시키거나 네트워크 전송 거리를 연장하려고 사용하는 장치

UTP 케이블은 보통 100m 정도까지만 가능, 전송 거리가 100m 이상일 때는 중계기를 이용하여 신호를 재전송

 

 

 

 

 

 

 

(7) 라우터

서로 다른 네트워크 간에 통신하는 데 사용하는 장치

구조가 다른 망을 연결할 수 있어 근거리 통신망 LAN과 대도시 통신망 MAN, 광역 통신망 WAN을 연결하는 데 이용

라우팅routing 기능도 수행

라우팅은 라우터에 있는 라우팅 테이블이 결정

라우팅 테이블은 인터넷상에서 수신지의 주소를 토대로 경로상의 다음 주소를 결정하여 그 경로로 데이터를 보낸다

라우팅 테이블은 라우터 간의 정보 교환을 동적으로 변경할 수 있다.

 

라우터의 또 다른 특징은 다음과 같다.

–오류 패킷의 폐기 기능과 혼잡 제어 기능을 수행한다.

–논리 주소에 따라 네트워크 트래픽의 방향을 지정한다.

–둘 이상의 네트워크를 연결하는 데 사용한다.

–웹 페이지 요청을 수신지로 전송하는 데 결정적인 역할을 한다.

 

 

 

 

 

4. 네트워크 접속 형태

 

 

(1) 성형

설치비용이 저렴하고, 중앙 집중적인 구조라 유지보수나 확장이 용이

전송제어장치에 장애가 있으면 네트워크 전체가 동작할 수 없고, 통신량이 많으면 전송이 지연

 

 

(2) 버스형

설치가 간단하고 케이블 비용이 적게 든다. 또한 장비를 추가하기 쉽고, 고장이 나도 전체 네트워크에 영향을 미치지 않는다.

장비 수가 많아지면 네트워크 성능이 저하되고, 중앙 케이블이 고장 나면 네트워크 전체가 동작하지 않는다.

 

 

(3) 트리형

제어가 간단하여 관리나 네트워크 확장이 쉽다.

중앙에 트래픽이 집중되어 병목현상이 발생할 수 있고, 중앙의 전송제어장치가 다운되면 전체 네트워크에 장애가 발생한다.

 

(4) 링형

구조가 단순하여 설치와 재구성이 쉽고, 장애가 발생해도 복구시간이 빠르다.

링을 제어하는 절차가 복잡하고, 새로운 장비를 연결하려면 링을 절단한 후 장비를 추가해야 한다.

 

(5) 그물형

한 링크가 고장 나더라도 전체 시스템에는 큰 문제가 발생하지 않는다. 일부 통신회선에 장애가 발생하면 다른 경로를 통하여 데이터를 전송하면 된다.

네트워크가 복잡하고 많은 통신회선이 필요하기 때문에 각 링크와 연결되는 하드웨어(I/O 포트와 전선)에 엄청난 비용이 들 수 있다

 

(6) 혼합형

 

노드 수가 상대적으로 큰 실제 네트워크에서는 효율을 높이고 결함 허용 능력을 증대시키려고 혼합형 접속 형태를 사용

5. 네트워크 접속 매체

(1) 전송매체의 분류

(2) 유선 전송 매체(유도매체)

동축케이블

동축 케이블은 두 개의 전도체로 구성된다. 하나는 케이블 가운데 있는 와이어이고, 다른 하나는 와이어를 감싸는 차폐용 그물망, 중간에 절연체

 

 

 

 

꼬임선: 이중나선케이블

구리선을 꼬는 이유는 두 선 사이의 전기적 간섭을 최소화하기 위해서

꼬임선은 외부 신호의 간섭을 최소화하려고 금속망으로 전선을 감싸는 차폐 보호망을 사용하는데, 사용 여부에 따라 UTP 케이블와 FTP 케이블, STP 케이블로 분류할 수 있다

 

 

 

 

광섬유케이블

 

 

 

 

 

(3) 무선 전송 매체(비유도매체)

라디오파

신호의 강약을 조절하여 데이터를 보내는 방법을 ‘AM(진폭 변조)’이라 하고, 주파수를 변조하여 데이터를 보내는 방법을 ‘FM(주파수 변조)’이라고 한다

FM 방송은 100MHz 정도의 주파수를 사용하며, 그 파장은 약 3m 정도다.

AM 방송은 750kHz의 주파수를 사용하며, 파장이 대략 400m인 라디오파를 사용한다.

이동통신은 800MHz~1.5GHz의 극초단파를 사용한다.

마이크로파

극초단파(UHF), 센티미터파(SHF), 밀리미터파(EHF)를 포함하는 주파수가 매우 높은 전파를 말하며, 통신과 레이더 등 광범위한 용도에 사용한다. 마이크로파처럼 파장이 짧으면 광파와 성질이 유사하여 직진, 흡수, 반사의 성질이 있다

300MHz~300GHz의 무선 주파수대역을 포함하지만, 실제로는 1~40GHz 대역폭을 주로 사용한다. 300MHz~3GHz의 주파수 대역을 사용하는 지상 마이크로파(Terrestrial Microwave) 통신은 동축 케이블 등 유선통신 선로를 설치하기 힘든 지역에서 주로 사용한다

 

 

요약

1. 근거리 네트워크(LAN)는 범위가 건물 안이나  특정 지역인 네트워크로 유선 케이블, 적외선 링크, 무선 송수신기 등을 이용하여 통신한다

.

2. 광역 네트워크는 2개 이상의 LAN을 넓은 지역에 걸쳐 연결하는 것을 말한다.

 

3. 인트라넷은 인터넷에서 사용하는 회선과 여러 기반 기술을 이용하여 구축하는 사설 네트워크를 말한다.

 

4. 컴퓨터나 네트워크 장치는  LAN 카드(NIC)를 사용하여 네트워크에 연결할 수 있다. 또한 허브, 중계기, 스위치, 게이트웨이, 라우터 등을 사용하여 네트워킹 문제를 해결한다.

 

5. 더비허브는 데이터를 네트워크의 다른 컴퓨터로 전송하는 장치로, 단순히 컴퓨터와 컴퓨터간의 네트워크를 중계하는 역할을 한다.

 

6. 스위칭 허브는 전체 대역폭을 컴퓨터 노드 수만큼 나누어 사용하는 문제점을 해결한 접속 장치이다.

 

7. 스위치는 컴퓨터에 할당되는 대역폭을 극대화하는 장치로, 허브와 달리 근거리 통신망이 제공하는 대역폭을 컴퓨터로 모두 전송한다.

 

8. 브리지는 2개 이상의 근거리 통신망을 연결하여 하나의 네트워크로 만드는 장치로, 수신지 주소에 따라 특정 네트워크 트래픽만 통과시킬 수 있도록 설계된 특수한 형태의 네트워크 스위치이다. 

 

9. 게이트웨이는 종류가 다른 2개 이상의 네트워크를 서로 접속하여 정보를 주고받을 수 있는 장치이다.

 

10. 중계기는 접속 시스템의 수를 증가시키거나 네트워크 전송 거리를 연장하기 위해 사용하는 장치로, 네트워크에서 신호를 수신하여 증폭한 후 다음 구간으로 재전송하는 역할을 한다. 

 

11. 라우터는 서로 다른 네트워크 간에 통신하는 데 사용하는 장치로, 구조가 다른 망을 연결할 수 있어 근거리 통신망과 대도시 통신망, 광대역 통신망을 연결하는 데 이용된다. 

 

12. 성형 접속 형태는 가장 일반적인 네트워크 구성 형태로 전화망에서 유래했다. 네트워크 중앙에 위치한 허브가 모든 노드를 연결한다. 

 

13. 버스형 접속 형태는 모든 네트워크 노드와 주변장치가 파이프 등의 일자형 케이블(버스)에 연결되어 있다. 

 

14. 트리형 접속 형태는 성형의 변형으로, 중앙에 있는 전송 제어 장치에 모든 장비를 연결하는 것이 아니라 트리 모양의 노드에 전송 제어 장치를 두고 노드를 연결한다. 

 

15. 링형 접속 형태는 노드가 링에 순차적으로 연결된 것으로, 모든 컴퓨터를 하나의 링으로 연결한다. 

 

16. 그물형 접속 형태는 중앙에 제어하는 노드가 없고 모든 노드가 서로 전용의 점대점으로 연결된다. 

 

17. 노드 수가 상대적으로 많은 실제 네트워크에서는 효율을 높이고 결함 허용 능력을 증대하기 위해 혼합형 접속 형태를 사용한다. 

 

18. 한 노드에서 다른 노드로 전송되는 통로를 제공하는 유선 전송 매체에는 동축 케이블, 꼬임선, 광섬유 케이블 등이 있다. 그리고 무선 전송 매체는 라디오 방송이나 마이크로파 등이 전파되는 진공, 공기, 해수 등이 그 예이다. 

 

19. 동축 케이블은 케이블 TV 시스템에서 사용하는 케이블 방식과 유사하다.

 

20. 꼬임선은 네트워크 접속 형태 중 성형에 많이 사용하며, 동축 케이블이나 광섬유 케이블보다 설치하기 쉽다. 

 

21. 광섬유 케이블은 머리카락보다 가늘어서 휘어지는 전송 매체이다. 

 

22. 무선 통신에서는 공간으로 전파되는 전자파를 매개체로 데이터를 전송한다. 

 

23. FM 방송은 100MHz 정도의 주파수를 사용하고 파장이 3m 정도이며 AM 방송은 750kHz의 주파수를 사용하고 파장이 400m 정도이다. 

 

24. 이동통신은 300MHz~3GHz 의 극초단파를 사용한다. 

 

25. 마이크로파는 극초단파, 센티미터파, 밀리미터파와 같이 주파수가 매우 높은 잔파를 말하며 통신과 레이다 등 광범위한 용도로 사용된다.