[독학사/컴공/컴퓨터네트워크]4.근거리 통신망

가.유선 LAN(이더넷)

-다수의 독립적인 컴퓨터 기기들이 상호간에 통신이 가능하도록 하는 통신 시스템

-단일 기관의 소유일 것

-수마일 범위이내에 지역적으로 한정

-어떤 종류의 Switching 기술을 갖고 있을 것

-원거리 네트워크보다는 높은 통신속도를 가질 것

 

프레임 형식 ( IEEE 802.3 ), 숫자단위 : 바이트

물리계층 헤더		MAC 프레임
Preamble	SFD	DA	SA	Len/Type	Data	Padding	FCS
7	1	6	6	2	46 ~ 1500		4

-Preamble: 비트 동기를 위해 7바이트 동안 1, 0을 반복

-SFD: 프레임 동기를 위한 식별용 문자

-DA: Destination Address, 목적지 주소

-SA: Source Address, 발신지 주소

-Len/Type: 길이 또는 타입

-FCS: 수납된 데이터의 에러 검출을 위한 CRC

-MAC 프레임 최소길이: 64 ( 데이터+Padding이 최소 46바이트는 되도록 Padding에 0을 붙임)

-MAC 프레임 최대길이(MTU): 1518

 

CSMA/CD

-충돌을 방지하기 위한 데이터의 최소 길이는 512보다 커야함

-CSMA/CD를 사용하는 네트워크 대역폭은 10Mbps

 

속도에 따른 분류

-표준 이더넷

 10Base5 : 동축케이블, 500M, 맨체스터, 버스형 반이중

 10Base2 : 동축케이블, 185M, 맨체스터, 버스형 반이중

 10BaseT : 2꼬임쌍선, 100M, 맨체스터, 스타형 전이중

 10BaseF : 2광케이블, 2000M, 맨체스터, 스타형 전이중

 

-고속 이더넷

 스타형 전이중 양방향을 사용하기 때문에 충돌 염려X, CSMA/CD 불필요

 100BaseTX : 2꼬임쌍선, 100M, 4B/5B블록코딩, MLT-3

 100BaseFX : 2꼬임쌍선, 100M, 4B/5B블록코딩, NRZ-1

 100BaseT4 : 4꼬임쌍선, 100M, 8B/6T

 

-기가비트 이더넷

 NRZ회선 코딩 사용

 8B/10B 블록 부호화

 

ARP

-논리적인 IP 주소(망계층) 를 물리적인 MAC 주소(데이터링크 계층) 로 바꾸어주는 역할

 

나.무선 LAN

-유선 LAN과 무선단말 사이를 무선주파수를 이용하여 전송하는 제반 기술 및 시스템

 

구성요소

-AP(Access Point) : 무선 LAN에서 기지국 역할을 하는 소출력 무선기기

-무선단말내 RF 모뎀 카드

-무선 공간 영역

 

Access Point

-중앙제어 역할 : 동기화, 전력절감, 접속제어 등

-브리징 역할: 유선과 무선을 잇는 브리지 역할을 함

-리피터 역할: 이동노드 간 연결성 제공

-분배시스템으로의 접근 서비스 제공 - 망의 확장 

 

프레임 형식 ( IEEE802.11 ) 단위 : 바이트

-무선 LAN은 그떄 마다 상황에 따라 다른 프레임 유형을 사용

 

MAC 헤더							데이터	Trailer
Frame Control	Duration/ID	주소 1	주소 2	주소 3	Sequence Control	주소 4	Frame body	FCS
2	2	6	6	6	2	6	0~2312	4

 

-802.11 표준은 MAC 프레임 형태를 역할에 따라 크게 3가지로 구분

 데이터프레임(유형:10) : 실제 정보 데이터를 실어나르는 역할

 제어프레임(유형:01) : 데이터의 올바른 전달을 위한 채널 획득, 반송파 감지, 데이터 수신 긍적확인응답

 관리프레임(유형:00) : 무선망 및 무선노드에 대한 스캔, 결합, 인증, 해제 등을 위한 여러 하위 유형

 

CSMA/CA

-작동방식

 1.Listen : 데이터를 송신하기 전에 무선매체를 살피고

 2.캐리어 센싱 : 회선이 비어있다고 판단되면

 3.IFS : 일단 정해진 시간 만큼은 기다리며

 4.이진 지수 백오프 : 난수를 발생시키고 그 값 만큼 기다리며, 무선매체가 사용중이면 점차 그 간격을 늘려감

 5.즉, 랜덤화한 시간후 전송매체가 미사용으로 판단한 경우에만 전송

 

Bluetooth

-근접거리(10m 이내)에서 PC 주변기기나 가전기기 등을 무선으로 손쉽게 연결하여 데이터를 주고 받을 수 있는 무선개인영역망(WPAN) 기술

-적은 소모전력(100mW 이하) 및 저렴한 가격(5 달러 이하)

-기기간 상호 접속성이 좋음

-2.4 GHz 주파수 대역

-다양한 전송률 지원 (1, 3, 20 Mbps)

 

Bluetooth 전송방식

-확산 방식 : 주파수 호핑

-다중접속 : TDMA 및 FDMA 모두 사용

-변조방식 : GFSK

-호핑속도 : 650us

 

 

다.가상 LAN (VLAN, Virtual LAN)

-데이터링크 계층상에서 논리적이고 유연한 망을 구성할 수 있는 가상 LAN

-물리적인 배선 구성에 제한을 받지 않음

-라우터 없이 스위치에서도 브로드캐스트 도메인을 분할할 수 있는 방법

 

특징

-LAN을 세분화시켜 과부하 감소기능

-보안성 및 안정성 강화

-네트워크 구성변경에 유연함

 

트렁크 포트

-하나의 포트를 통해 서로 다른 여러 개의 VLAN을 전송할 수 있게 하는 포트

-트렁크에서 패킷이 전송될 때 패킷에 VLAN정보도 같이 전송되어 목적지에서 구분가능

 

구분

멤버쉽 구분 방식

-물리적인 포트에 의한 VLAN (물리 계층)

-MAC 주소에 의한 VLAN (데이터링크 계층)

-IP 주소에 의한 VLAN (네트워크 계층)

-프로토콜에 의한 VLAN (1~3계층 모두)

 

브로드캐스트 도메인 구분 방식

-각 VLAN은 통상적으로 Broadcast Domain별로 설정

-하나의 VLAN = 하나의 논리적인 브로드캐스트 도메인 = 하나의 논리적 네트워크 = IP 서브넷 = 하나의 VLAN

 

스위치 포트 구분

-엑세스 포트 : 일반 단말이 사용하는 포트

-트렁크 포트 : VLAN 트렁크를 위한 포트 

 

VLAN 할당 방식

-정적 VLAN: VLAN 할당을 관리자가 각 스위치에서 직접 할당

-동적 VLAN: VLAN 할당이 MAC-Address에 따라 자동설정

 

스위치간 통신

GVRP(GARP VLAN Registration Protocol)

-VLAN 정보가 바뀔 때 마다 수동으로 일일이 각 스위치 설정 변경하지 않고 동적으로 스위치의 가상 LAN 정보를 설정하는 프로토콜

-가상 LAN 환경에서 동작하는 대부분의 스위치는 GVRP를 지원

-VLAN 멤버쉽 관리 프로토콜

 

VTP(VLAN Trunking Protocol)

-시스코사 고유 프로토콜

-스위치 간 트렁크로 연결된 구간에서 VLAN의 추가/삭제/변경 정보를 공유,관리를 위한 2계층 상에서의 메시지 전달형 프로토콜

 

라.연결장비

허브

-한 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터들을 UTP케이블을 사용하여 연결하기 위해 사용하는 장비

-기능

 컴퓨터 끼리 네트워크 연결

 네트워크 장비(라우터, 다른허브)와 연결

 네트워크 상태 점검(모니터링)

 신호 증폭 기능(리피터의 역할)

 

-장점

 네트워크 관리, 에러검출이 용이

 병목 현상을 줄여줌

 확장이 용이하고 다른 네트워크, 네트워크 장비에 연결할 수 있음

 신호 증폭

 

-더미허브

 단순히 중계기의 역할만을 수행

 10Mbps의 속도를 모든 포트가 공유하여 사용

 포트 수 증가시 트래픽이 문제가 됨

 

-스위칭 허브

 각 포트마다 10Mbps의 속도를 할당

 사용자가 증가하더라도 빠른 속도로 데이터를 전송

 화상통신이나 DB를 빈번하게 엑세스하는 경우에 사용

 인터넷 서버에 연결하는 허브로 사용

 

리피터

-물리 계층을 연결하는 장치

-네트워크 선로를 통해 전달되는 신호를 증폭하여 연결된 네트워크로 전송

-리피터를 사용하면 안되는 경우

 네트워크 트래픽이 많을 때

 세그먼트에서 사용되는 엑세스 방법들이 다를 때

 데이터 필터링이 필요할 때

 

브릿지

-물리 계층 및 데이터 링크층의 연결기능 제공

-동일한 프로토콜을 사용하거나 다른 프로토콜을 사용하는 LAN을 연결하는 장치

-네트워크를 분리하는 기능을 담당

-서로 다른 종류의 네트워크를 연결

-백본망이 구축된 상태에서 주로 사용

-리피터의 기능을 모두 갖고 있음

 

-장점

 설치가 용이, 환경설정 불필요

 상위 계층 프로토콜과무관

 물리적인 제한(최대 길이, 최대 연결 컴퓨터 수)을 극복 가능

 다양한 속도 사용 가능

 값이 싸다

 다른 타입의 LAN 연결 가능

 

-단점

 다양한 경로의 선택이 어렵다

 적절치 않은 경로 선택이 될 수 있다. : 지연 유발

 장애 시 대처가 어렵고 응용에 제한이 있다.

 

라우터

-물리, 데이터링크, 네트워크 계층 간을 연결

-다른 기종간의 네트워크를 연결하는 역할

-알 수 없는 임이의 네트워크와 내부 네트워크를 연결

-LAN을 WAN과 연결하는데 많이 사용 ( 인터넷 공유 )

-네트워크의 가장 트래픽이 적은 경로를 찾아 목적지로 데이터를 전송하는 기능

-전용선을 통해 인터넷을 사용할 떄 반드시 필요

-네트워크 보안을 위한 Firewall 기능 사용 가능

 

-단점

 초기 환경설정이 어렵고 복잡하며 가격이 비싸다

 특정 프로토콜에 의존해 다양한 프로토콜 지원이 어렵다

 

브라우터

-네트워크를 연결하고 분리하는 장비

-브리지와 라우터의 기능을 겸함

 

게이트웨이

-OSI 참조 모델의 모든 계층을 포함하여 동작하는 네트워크 장비

-두개의 완전히 다른 네트워크 사이의 데이터 형식을 변환하는 장치

-프로토콜 구조가 다른 네트워크 환경들을 연결할 수 있는 기능을 제공

-네트워크의 병목현상을 일으키는 지점이 될 수 있다.

 

-장점

 완전히 다른 시스템을 연결 가능

 게이트웨이의 고유한 기능만을 실행함

 

-단점

 다른 장치보다 가격이 비쌈

 설치와 사용환경 설정이 어려움

 데이터 변환의 기능을 갖기 때문에 전송 속도가 매우 느릴 수 있음

 

 

 

 

 

참고문헌

가.

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=2965 

 

https://m.blog.naver.com/gogoleejb/20147403180 

 

나.

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=1802&m_search=%EB%B8%94%EB%A3%A8%ED%88%AC%EC%8A%A4 

 

다.

https://seokr.tistory.com/368

 

라.

http://blog.naver.com/ssan664/10155582547