[Network] 근거리 통신망

LAN

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• Local Area Networt (근거리 통신망)
• 좁은 범위(회사나 건물) 내의 컴퓨터를 전용 케이블로 연결해 구성한 네트워크
  • 가정에서 이러한 네트워크를 구성한다면 "가정용 LAN" 혹은 "홈 네트워크"라 한다.
• LAN이 구축되지 않은 환경에서는 컴퓨터 간 직접 데이터를 주고 받을 수 없다.
• LAN을 통해 컴퓨터의 전자 데이터를 서로 주고받을 수 있으며, 프린터 같은 주변 기기도 네트워크를 통해 다른 컴퓨터가 사용할 수 있게 된다.

 

💡 LAN의 연결 형태 (토폴로지)

• 스타형
• 버스형
• 링형 : 모든 컴퓨터가 링 모양으로 연결된 형태, 토큰 링에서 사용
• 계층형
• 메쉬형

네트워크 토폴로지
• 네트워크를 구성하는 컴퓨터간 연결된 형태
• 통신망 구조라고 생각하면 된다!

 

 

스타형 LAN

• 허브라는 집선 장치를 중심으로 각 컴퓨터가 연결된 형태
• 이더넷 10BASE-T나 100BASE-TX, 1000BASE-T에 자주 사용되며, 현재 스타 LAN 방식이 주류를 이루고 있다.
• 허브가 통신 중개 역할을 하기 때문에 네트워크에 접속된 컴퓨터가 고장나도 다른 컴퓨터에 영향을 미치지 않는다.
• 하지만 허브가 고장나면 통신 경로가 차단되어 네트워크 전체가 통신 불능 상태가 된다.
• 배선의 자유도가 높고, 허브끼리 서로 연결해 네트워크 전체를 계층 구조로 관리 할 수 있다.

 

버스형 LAN

• 한 개의 케이블에 각 컴퓨터가 연결된 형태
• 이더넷 10BASE-2나 10BASE-5에서 사용된다.
• 케이블 양쪽 끝에는 신호의 반사를 방지하기 위한 터미네이터라는 종단 장치가 연결되어 있다.
• 케이블에 흐르는 패킷이 모든 컴퓨터에 전달되며, 수신지 이외의 컴퓨터에서는 전달된 패킷을 파기한다.
• 케이블에 연결된 컴퓨터가 고장나도 다른 컴퓨터에 영향을 미치지 않는다.
• 접속된 컴퓨터의 수가 많으면 통신량이 증가해 패킷 충돌이 발생한다.
  
  • 이더넷에서는 적절한 시간을 두고 패킷을 전송하지만, 패킷 충돌(콜리전)이 많이 발생할 경우 네트워크 효율이 너무 떨어져 사용하기 어렵다.

 

링형 LAN

• 링 형태의 케이블 하나에 컴퓨터가 접속하는 형태
• 한 개의 케이블에 연결되어 있다는 점이 버스형 LAN과 같지만, 케이블이 링 모양이므로 링형 LAN이라 표현하며 버스형 LAN과 달리 양 끝에 터미네이터가 필요 없는 형태이다.
• 토큰링, FDDI에서 사용된다.
• 다른 방식에 비해 케이블의 총 거리를 길게 잡을 수 있다. 따라서 WAN 같이 넓은 지역의 네트워크에서 링형을 채택하기도 한다.
• 패킷은 한 방향으로만 흐르고 컴퓨터는 패킷을 수시로 확인하여 자신이 수신인인지 판단한다. 자신이 수신인이면 패킷을 수신하고 아니면 다음 컴퓨터로 보낸다. → 마치 물통 릴레이같이 패킷 전송
• 따라서 링형에 접속 된 컴퓨터 중 한 대라도 고장하면 전송이 멈춰 통신 장애가 발생한다.

 

 

 

네트워크 규격

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이더넷

• CSMA/CD 방식을 사용해 통신을 수행하는 네트워크 규격
• 현재 대부분의 LAN 환경에서는 이더넷을 사용한다.
• 이더넷의 연결 형태는 버스형, 스타형이 있으며, 스타형의 1000BASE-T가 널리 이용되고 있다. 
  • 버스형 : 10BASE-2, 10BASSE-5
  • 스타형 : 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T

 

💡 CSMA/CD 방식

이더넷에서는 네트워크 통신 상태를 감시하여, 다른 사람이 송신하지 않을 경우에만 데이터를 전송하는 캐리어센스(Carier Sense, 매체 사용 감지)라는 구조와, 동시에 전송하여 패킷 충돌(신호 충돌)이 발생하면 임의의 시간을 대기한 뒤 재전송하는 구조에 의해 통신제어를 실시한다.
이러한 제어 방법을 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 방식이라 한다.

이러한 방법으로 통신을 수행하기 때문에 케이블 하나를 여러 대의 컴퓨터가 공유할 수 있는 것이다. → Multiple Access

 

 

토큰 링

• 토큰이라는 송신 권리를 나타내는 데이터를 물통 릴레이처럼 전달하는 토큰 패싱 방식을 사용해 통신하는 네트워크 규격
• 4Mbps, 16Mbps 두가지 통신 속도가 있다.
• 링형 LAN에 속한다.

 

💡 토큰 패싱 형식

• 토큰(Token) : 네트워크 상에서 송신할 권리를 나타내는 데이터
  → 토큰을 가진 컴퓨터만 데이터를 전송할 수 있기 때문에 신호 충돌(콜리전)이 발생하지 않음
• 토큰 패싱 형식
  • 네트워크에 전송 할 데이터가 없을 때는 토큰만 전송한다.
    
  • 데이터를 전송하고 싶은 컴퓨터는 토큰이 자신에게 수신될 때까지 기다렸다가, 토큰을 받아 데이터를 추가한 뒤 전송한다.
    
  • 이후 토큰을 받은 컴퓨터는 데이터가 자신에게 온 것인지 확인하고, 자신에게 온 것이라면 데이터를 추출하고 토큰만 다음 컴퓨터에게 전송한다.
    

 

 

 

 

통신 기술

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무선 LAN

• 케이블을 사용하지 않고 전파 등을 사용해 통신하는 LAN
• 무선 LAN을 이용하려면 대상 컴퓨터에 무선 LAN 어댑터 기능이 내장되어 있거나 USB 어댑터 등이 장착되어 있어야 한다.

 

💡 무선 LAN 접속 방법

• 애드훅 모드
  • 무선 LAN 어댑터끼리 직접 통신하는 방법, 많이 쓰이진 X
• 인프라 모드
  • 액세스 포인트(AP)라는 기지국을 사용하는 방법으로, 개별 컴퓨터는 무선 LAN 어댑터 기능을 통해 기지국에 무선으로 접속한다. (엑세스 포인트 = 유선 LAN의 허브와 같은 역할을 담당)

 

 

PLC

• Power Line Communication, 전력선 통신
• 전기 배선을 사용해 데이터를 고주파 신호에 실어 통신하는 기술
• 콘센트에 두개 이상의 PLC 어댑터를 연결하고 어댑터 사이의 전기 배선을 통해 데이터를 송수신하는 구조이다.

 

 

블루투스

• 휴대용 정보 기기를 대상으로 하는 무선 통신 기술
• 2.4GHz 대역을 사용해 케이블을 사용하지 않고 다양한 기기와 접속 할 수 있으며, 한 대의 마스터 기기에 대해 슬레이브로 일곱 대까지 기기를 연결할 수 있다. (마스터: 메인 기기, 슬레이브: 연결 대상 기기)
• 적외선 통신과 달리 기기 사이에 장애물이 있어도 영향을 받지 않는다.
• 블루투스는 네트워크를 구축하기 위한 규격이 아니라 기기 상호 간을 무선으로 연결하기 위한 규격으로 무선 LAN과는 용도가 다르다.

 

 

 

 

IP 주소

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공인 IP 주소

• public IP address
• 전 세계에서 유일한 번호라는 것을 보장하는 IP 주소
• 공인 IP 주소는 개인이 마음대로 할당할 수 없으며, 나라마다 전문기관이 존재하고 기관의 관리하에 할당받도록 되어있다.
  → 한국의 공인 IP 주소는 한국인터넷정보센터에서 할당
• IANA(Internat Assigned Numbers Authority)를 정점으로 하는 계층 구조로, 지역 별로 할당되어 관리된다.

 

 

사설 IP 주소

• private IP Address
• 제한된 범위 안에서만 유효한 개인적인 IP 주소
• 사설 IP 주소는 관리자가 자유롭게 할당할 수 있다.
• 32비트 정수로 표현하는 IP 주소는 그 수가 한정되어 있기 때문에 네트워크에서 모든 컴퓨터에게 개별 IP 주소를 할당하는 것은 불가능하다. 따라서 LAN처럼 제한된 작은 범위의 네트워크에서는 사설 IP 주소를 할당한다.
• 사설 IP 주소는 개인적인 공간 안에서만 통용되는 목적지이므로 외부와는 통신할 수 없다.
  → 사설 IP 주소로 외부와 통신하려면 NAT나 IP 마스커레이드 같은 수단을 사용해 주소 변환 필요
• 네트워크 규격에 의해 세 클래스로 나뉜다.

 

 

 

 

네트워크 관리 방법

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워크 그룹 네트워크

• 클라이언트 컴퓨터끼리 자원을 공유하는 분산 관리형(Peer-to-Peear) 네트워크 관리 방법
• 네트워크 상의 컴퓨터는 워크 그룹이라는 단위로 그룹화된다.
• 각 컴퓨터가 속하는 워크 그룹은 스스로 이름을 입력하여 설정한다.
• 각 클라이언트 컴퓨터가 자유롭게 파일이나 프린터 공유를 설정할 수 있으므로 간편하다는 장점이 있지만, 보안적인 면에서 매우 취약해 사용자나 네트워크 자원의 집중 관리를 할 수 없다는 단점이 있다.
• 마이크로소프트사의 윈도 OS는 기본적인 네트워크 관리 수단으로 워크 그룹 네트워크를 사용한다.

 

 

도메인 네트워크

• 원도 서버에 의해 네트워크상의 컴퓨터를 도메인이라는 단위로 집중 관리하는 네트워크 관리 방법
• 도메인에 참가하는 사용자는 서버에 의해 중앙 관리된다. 이 서버를 도메인 컨트롤러라고 한다.
• 도메인에는 반드시 한개 이상의 도메인 컨트롤러가 설치되어 있다.
  • 도메인 컨트롤러가 단 한개라면, 서버에 장애 발생 시 네트워크 전체 장애로 직결되기 때문에 이를 방지하기 위해 여러 개의 도메인 컨트롤러를 설치해 문제 발생 시 나머지 컨트롤러로 대체될 수 있도록 운영한다.
  • 설치된 도메인 컨트롤러는 서로의 관리 정보를 공유한다.

 

 

 

 

Reference

기타미 류지 ⌜그림으로 이해하는 네트워크 용어⌟

이더넷(Ethernet)과 토큰링(Token ring)