2024.09.04 2학기 1주차 수업
정보통신과 네트워크
정보통신의 정의
● 다수의 통신 수단을 활용하여 정보를 필요로 하는 대상과 주고받는 행위
● 데이터(data) : 분석이나 참조를 목적으로 수집한 자료
● 정보(information) : 특정한 목적을 달성하기 위해 가공 및 의미부여한 데이터

정보통신의 목표
● 정확 : 통신 도중 신호의 세기가 약해지거나 외부의 영향을 받아 변형되거나 손실되면 안됨
● 효율 : 통신에 사용된 장비나 대용 대비 얻는 정보의 가치가 커야함
● 보안 : 통신을 통해 주고받는 정보가 타인에게 유출되지 않아야 함
정보통신의 주요 요소
● 송신자(Sender) : 정보를 생산하여 보내는 사람, 장치, 컴퓨터, 노드(단말)
● 수신자(Receiver) : 정보를 받아서 처리하는 사람, 장치, 컴퓨터, 노드(단말)
● 전송매체(Medium) : 송신자가 수신자에게 정보를 보낼 때 사용하는 물리적 경로 및 수단
● 프로토콜(Protocol) : 다수의 송신자와 수신자 사이에서 정보통신을 원활하게 하기 위한 상호간의 규칙 혹은 약속
네트워크의 정의
● Net(그물, 망) + Work(일하다), 그물의 형태로 얽혀 임의의 일을 하는 행위
● 송신자의 메시지를 수신자에게 전달하는 과정
● 한 지점에서 원하는 다른 지점까지 의미 있는 정보를 정확하고 빠르게 상대방이 이해할 수 있도록 전송하는 것
● 종류는 유선, 무선 네트워크가 있음.
네트워크의 장점
● 데이터 통신 수단 : 멀리 떨어져 있어도 데이터 교환 가능
● 자원의 공동 소유화 : 데이터 공유 및 분산보관 가능
● 업무 환경의 효율화 : 근무 환경 유연화(재택근무 등)
● 위험의 분산 : 한 컴퓨터 고장 시 다른 컴퓨터로 기능을 대신 수행
네트워크 토폴로지
= 컴퓨터 네트워크의 요소들을 물리적으로 연결해 놓은 것 혹은 방식 -> 데이터 통신을 위해 연결된 정보 단말장치들(컴퓨터)의 연결상태
종류: 망형(메시형), 성형(스타형), 트리형, 버스형, 링형, 하이브리드형
망형(Mesh Topology) = 메시형
● 모든 디바이스들이 점대점으로 연결
● 하나의 통신 회선이 고장나더라도 전체 네트워크에는 영향 없음
● 모든 디바이스들을 연결해야 하므로 작업공간이 많이 필요하고 설치 비용이 높음
성형(Star Topology) = 스타형
● 각각의 디바이스가 중앙의 시스템(허브)에 점대점 방식으로 연결
● LAN에서 많이 사용하는 구조
● 새로운 디바이스 추가 용이
● 중앙 제어 노드가 통신상의 모든 제어를 관리하므로 중앙 제어 노드 장애 시 전체 네트워크 정지
트리형
● 나무가 가지를 뻗어 나가듯 방사형으로 펼쳐지는 형태
● 관리가 쉽고 확장이 편리
● 특정 디바이스가 고장나면 해당 계층 이하 디바이스는 동작하지 않음
● 병목현상(특정 노드에 트래픽 집중)이 발생하면 네트워크 속도 저하
버스형
● 네트워크 상의 모든 디바이스들이 하나의 케이블에 연결
● 구조 간단, 설치비용 낮음, 디바이스 추가/삭제 용이
● 끝 단에 신호 반사를 막기 위해 터미네이터(Terminator)를 사용
● 한 회선 안에 너무 많은 디바이스가 연결되면 통신 성능 저하(병목현상)
● 장애 발생 시 위치 추적이 어렵고, 전체 네트워크에 영향
링형
● 버스 토폴로지와 구조 및 장단점이 유사
● 양 끝단이 서로 연결되어 있어 링 형태를 이룸
● 네트워크 구성의 변경이 어려움
● 회선에 장애 발생 시 전체 네트워크 사용 불가
하이브리드형
● 두 가지 이상의 토폴로지가 혼합된 네트워크 형태
● 각 토폴로지의 단점을 보완하여 필요에 따라 구성
네트워크 분류
데이터 전송 방식에 따른 분류

통신 방식에 따른 분류

규모와 범위에 따른 분류

# 사람 반경 안에 있는 네트워크 : PAN (LAN보다 작은 단위)
전송 매체에 따른 분류 - 유선전송매체

<시험에 이중나선이나 동축 케이블 자주 출제>
전송매체에 따른 분류 - 무선 전송매체
: 공기 중으로 전파되는 전자파를 매개로 하여 데이터를 전송하는 방식
- 전자파의 파장 종류 및 주파수 대역에 따라 특징이 달라지므로, 목적에 따른 주파수 범위 선

헤르츠(Hz) : 단위시간(1초) 동안 생성되는 사인파의 수를 나타내는 단위
-> 1초에 1번 진동 = 1Hz / 1초에 4번 진동 = 4Hz / 1초에 1000번 진동 = 1kHz
저주파 : 초당 생성되는 사인파 수가 적음(주파수가 낮음, 멀리감)
고주파 : 초당 생성되는 사인파 수가 많음(주파수가 높음, 짧게감)
통신회선 접속방식
점대점 회선방식
● 컴퓨터 시스템과 단말기를 전용회선으로 직접 연결
● 두 장치간 전용 링크 활용
● 채널의 전체 용량은 두 기기간의 전송을 위한 용도로만 사용
● 주로 고속 통/처리에 이용
● 장점 : 빠른 응답 / 단점 : 회선 구축에 많은 비용이 듦
다지점 회선방식
● 컴퓨터 시스템에 연결된 전송회선 1개에 여러 단말기에 공유
● 단말을 위한 채널의 할당은 시간적으로 분리됨
ex) USB 허브를 통한 주변 장치 연결
- 폴링 (polling)
: 단말기에서 컴퓨터로 데이터를 전송할 때 사용
- 경쟁(Contention)
: 단말 장치가 서로 경쟁하면서 회선에 접근하는 방법
- 선택(Selection)
: 컴퓨터에서 단말에 데이터를 전송할 때 주로 사용
다중화 전송(Multiplexing)
- 하나의 통신 선로를 여러 가입자가 동시에 이용
- 전송로 하나에 여러 개의 데이터를 같이 보냄
- 다중화 장치와 컴퓨터 사이는 고속의 대용량 회선으로 연결
- 통신선로의 설치 공사비 절감 유지보수 용이
종류 : 주파수 분할 다중화(FDM), 시분할 다중화(TDM), 역다중화(DMUX),
파장 분할 다중화(WDM), 코드 분할 다중화(CDMA)
주파수 분할 다중화(FDM / FDMA)
● 하나의 전송로를 여러 개의 주파수를 이용하여 다수의 단말이 사용 = 브로드밴드
● 채널 간에 상호 간섭을 막으려면 보호 대역이 필요(guard)


시분할 다중화(TDM / TDMA)
● 하나의 전송로를 여러 개의 시간으로 나누어 다수의 단말이 사용
● 전송로 대역폭 하나를 시간 슬롯으로 나눠서(시간 분할) 사용
● 상호 간섭을 방지하기 위하여 사용되는 가드(guard) 시간 간격을 추가
● 내부에 버퍼 기억 장치가 필요
● 동기식 시분할 다중화(Synchronous TDM)
- 모두 동일한 시간 간격으로 분할
- 대역폭 낭비를 초래
● 비동기식 시분할 다중화(Asynchronous TDM)
- 전송 요구가 있는 채널에만 시간 슬롯을 할당하여 전송 효율 높임
- 똑같은 시간에 많은 양의 데이터 전송 가능
- 동기식 대비 슬롯 할당을 위한 별도의 슬롯 필요
- 동기식 대비 상대적으로 가격 비쌈.
코드 분할 다중화(CDMA)
● 스펙트럼 확산 다중화
● 동일 주파수 대역에서 가장 용량이 큼


역다중화
하나의 신호를 여러 개로 나눠서 다수의 전송로로 전송
파장 분할 다중화
광케이블에서 하나의 광섬유를 여러 개의 빛의 파장으로 나누어 단말이 사용