통신 네트워크

점대점 방식과 멀티점 방식

 

• 점대점 방식 (point-to-point)
  - 물리적으로는 중개 장치를 통과하지 않고 한 지점에서 다른 지점으로 직접하는 채널
  - 논리적으로는 두 장비간의 통신
  - 두 스테이션간을 별도의 회선을 이용하여 1 대 1로 연결
  - 전용 회선이나 공중 전화 회선 사용
  - 회선 구성이 간단하고 대용량 전송에 유리
  - 별도의 회선과 포트에 따른 높은 설치 비용
  
  
• 멀티점 방식 (multipoint) = 멀티 드롭 방식
  - 하나의 공유된 전송 회선에 여러 스테이션을 접속하는 방식
  - 서로 통신하고자 하는 스테이션들을 어떻게 연결하는냐 하는 회선 구성 방법이 여러가지가 있으며 토폴로지라고 부르기도 함
  - 중앙 컴퓨터와 단말기의 효과적인 연결에 널리 사용
  - 송수신하는 데이터의 양이 적을 때 효율적
  - 구성 비용은 줄일 수 있으나 논리가 복잡
  

 

 

 

 

위상(토폴로지; 한 링크에 접속된 스테이션들의 물리적인 배열)에 따른 네트워크의 분류

 

• 성형 (star)
  - 중앙집중적인 구조이므로 유지보수나 관리가 용이
  - 하나의 단말기가 고장나더라도 다른 단말기에 영향을 주지 않으므로 안전성이 높음
  - 그러나 중앙에 있는 전송 제어장치가 고장나면 네트워크 전체가 동작할 수 없음
  - 트리형, 링형, 버스형보다 많은 회선이 필요
  - 기본 비용은 사이트의 수에 비례하며 통신 비용은 적게 소요

 

• 버스형 (bus)
  - 모든 네트워크 노드 및 주변 장치들이 일자형의 케이블(버스)에 연결되어 있는 형태
  - 하나의 긴 케이블이 네트워크상의 모든 장치를 연결하는 중추 네트워크 역할을 함
  - 케이블에 연결되어 있는 하나의 노드가 전송을 하며 브로드캐스트되어 케이블에 있는 다른 모드 노드들이 수신할 수 있음
  - 설치가 간단하고 케이블 비용이 경제적
  - 장비의 수가 많아지면 네트워크의 성능이 저하되고, 중앙 케이블이 고장나면 네트워크 전체가 동작하지 않음

 

• 링형 (ring)
  - 모든 컴퓨터들을 하나의 링으로 연결시켜, 각 노드들은 두 개의 인접한 노드하고만 연결
  - 하나의 노드에서 전송한 데이터는 링을 따라 한 방향으로 보내지고, 이를 수신한 수신지가 아닌 노드에서는 매번 신호를 재생하여 다음 노드로 전송
  - 단방향 링형과 이중 링형이 존재

 

• 트리형 (tree)
  - 트리 형태의 노드에 전송 제어장치를 두어 노드들을 연결
  - 상위 계층의 노드가 하위의 노드들을 직접 제어하는 계층적인 네트워크에 적합
  - 네트워크 확장이 쉬움
  - 중앙에 트래픽이 집중되어 병목현상이 발생할 수 있고, 중앙 전송 제어장치가 다운되면 전체 네트워크에 장애가 발생

 

• 망형 (mesh)
  - 중앙의 제어하는 노드가 없이 모든 노드들이 상호 간에 전용의 점대점 형태로 연결되는 그물 모양의 형태
  - 최대 n(n-1) / 2개의 물리적인 채널 필요
  - 네트워크가 복잡하고 많은 통신회선 필요
  - 비용이 비싸지만 신뢰성 매우 높음

 

Q. 네트워크 토폴로지에 대한 설명이다. 각 괄호 안에 들어갈 내용으로 알맞은 것은?

1. FDDI는 광케이블로 구성되며 (    ) 토폴로지를 사용한다.

2. 허브 장비가 필요한 (    ) 토폴로지는 네트워크 관리가 용이하다.

3. 터미네이터가 필요한 (    ) 토폴로지는 전송회선이 단절되면 전체 네트워크가 중단된다.

 

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1. 링형

FDDI는 전송매체로 광케이블을 사용하여 고속 전송이 가능한 매체접근(MAC) 방식이며 토큰 제어방식을 사용하고, 통신망 구조는 링형 구조를 사용한다.

2. 트리형

트리형은 성형의 변형으로 모든 단말노드는 중앙 제어장치(중앙 허브)에 연결된 2차 허브에 연결된다. 상위 계층의 노드가 하위 계층의 노드를 직접 관리하여 네트워크 관리가 용이하다.

3. 버스형

하나의 긴 케이블이 네트워크 상의 모든 장치를 연결하는 중추 네트워크 역할을 한다. 케이블의 시작과 끝에는 터미네이터라는 장치를 붙여 신호가 케이블로 되돌아오는 것을 막아준다.

 

 

 

데이터 교환 방식에 따른 네트워크의 분류

 

교환회선 방식

 

• 회선 교환 (Circuit Switching) 방식
  - 노드와 노드 간에 물리적으로 전용 통신로를 설정하여 데이터를 교환하는 방식으로 기존의 유선 전화망이 대표적
  - 데이터 전송 전에 먼저 통신망을 통한 연결이 필요
  - 접속에는 긴 시간이 소요되나 접속이 되고 나면 그 통신 회선은 전용 회선에 의한 통신처럼 데이터가 전달(고정 대역 전송)
  - 전송 지연이 거의 없어 실시간으로 데이터를 처리
  - 속도 변화나 트래픽 처리에 동적으로 대처하기 힘듦
  - 통신 과정 : 호(링크) 설정 -> 데이터 전송 -> 호(링크) 해제
  
  
• 메시지 교환방식
  - 송신 노드와 수신 노드 사이에 있는 중계 노드에서 수신한 데이터를 일단 메모리에 저장한 다음 노드를 선택하여 송신하는 방식
  - 중계 노드에서 데이터를 저장하고 통신속도와 프로토콜이 변하기 때문에 데이터를 실시간으로 전송할 수는 없음
  - 전송하는 도중 에러가 발생해도 메모리에 저장된 사본을 재전송할 수 있음
  - 송수신 노드가 동시에 전송할 수 있는 상태가 아니어도 됨
  - 같은 메시지를 여러 노드에 동시 전송할 수 있음
  
  
• 패킷 교환방식
  - 데이터를 패킷 형태로 분할하여 전송
  - 전송 노드에는 데이터를 패킷으로 분해하는 기능이, 수신 노드에는 패킷을 하나의 메시지로 합치는 기능이 필요
  - 응답 시간이 빠르므로, 대화형 응용이 가능
  - 코드 및 속도 변환이 가능하며 하나의 회선을 여러 사용자가 공유할 수 있으므로 회선 이용률이 높음
  - 통신량의 제어를 통한 안전성을 높일 수 있음
  - 트래픽 용량이 큰 경우, 즉 데이터 교환이 많은 경우 유리
  - 대량의 데이터 전송 시 전송 지연이 많아짐
  
  
• 가상회선 방식
  - 사용자가 호를 요청하면 노드 사이를 연결하는 전용 통신로인 가상회선을 만들어 송신 노드와 수신 노드 간에 데이터를 전달
  - 연결 지향 서비스이므로 데이터를 전송하면 반드시 목적지에 도착
  - 패킷을 전송하기 전에 가상회선을 미리 만들고 해당 호를 종료할 때까지 선택한 경로만을 따라 패킷을 순서대로 전송
  - 여러 노드가 동시에 가상회선을 가질 수 있음
  - 노드에 장애가 발생하면 그 노드를 경유하는 모든 가상회선이 사용 불가능
  - 통신 과정 : 호 설정 -> 데이터 전송 -> 호 해제
  
  
• 데이터그램 방식
  - 현재 패킷 전송에 부하 여부에 따라 패킷 경로를 동적으로 설정
  - 각 패킷의 스위치마다 최선의 경로를 선택하므로 패킷의 도착 순서가 바뀔 수 있으므로 목적지 노드에서 패킷의 재순서화와 조립 과정이 필요
  - 비연결 지향 서비스이므로 데이터의 신뢰성을 보장하지 않음
  - 먼저 전송했어도 최적의 경로를 찾지 못하면 늦게 도착할 수 있음
  - 노드에 장애가 발생하면 대체 경로를 사용할 수 있음