컴퓨터 네트워크

네트워크 : 여러 종류의 통신 회선을 통하여 원격에 있는 다른 시스템에 데이터를 전송
컴퓨터 네트워크 (Computer Network) : 전송 매체(케이블, 무선)에 의해 연결된 컴퓨터들이 상호 간에 정보를 교환하는 시스템. 송신자, 수신자, 전송 매체로 이루어짐.
송신자 수신자 간 데이터 전송은 전송 절차인 프로토콜에 따라 이루어짐.

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프로토콜 (protocol) : 통신을 하는 두 개체 간에 데이터를 전송할 때 무엇을, 어떠한 방식으로 교신할 것인지를 정한 절차 또는 규약.
메시지의 형식, 전달 방법, 교환 절차, 에러 발생 시 처리 방법 등이 포함.
TCP, IP, UDP, HTTP 등의 종류

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네트워크 역사
전화 통신망

1837년, 사무엘 모스 : 근대적인 최초의 전기 통신 모스 부호
1876년, 알렉산더 벨 : 전화 발명
1878년, 교환기 등장
1895년, 우리나라 교환기 설치
1902년, 서울-인천 전화 개통
1960년대 디지털 전송 기술 개발
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* 전화망 : 음성을 아날로그 신호로 전송. (사람→교환기→수신교환기→수신자), 아날로그 전송 과정에서 신호의 왜곡과 잡음 발생, 거리가 길어지면 증폭기 필요.
* 교환기 : 시내교환기, 시외교환기 등과 같이 여러 단계를 거칠 수 있다. 최근에는 교환기 사이는 디지털 신호로 전송한다.

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컴퓨터 네트워크

1960년대 하나의 컴퓨터에 여러 개의 터미널을 연결하는 방식
1969년 미국 국방성, ARPANET 네트워크 개발
1972년 IBM, SNA
1974년 제로스, 이더넷
1986년 NSF, NSFNET + ARPANET
1982년 TCP/IP 인터넷 프로토콜
1992년 WWW 개발

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OSI (Open Systems Interconnect) 모델
1978년, 국제표준화기구 ISO. 서로 다른 두 가지 시스템이 하위 구조에 상관없이 통신을 할 수 있는 국제 표준.
7개 계층으로 구성. 서로 간에 독립적. 어느 한 계층의 변경이 영향을 주지 않음. 필요한 몇 개 계층만 표준화해도 정상적 통신 가능.
- 1계층, 물리계층
전송매체로 비트들을 전송하는 기능. 물리적인 네트워크 장치들의 사양 결정
- 2계층, 데이터 링크 계층
비트들을 프레임이라는 논리적인 단위로 구성. 프레임에는 전송하려는 데이터에 인접하는 노트의 주소가 더해지는데 이는 최종 목적지의 주소가 아니라 인접하는 다음 노드의 주소가 된다. 물리 계층에서 발생할 수 있는 오류를 검출하고 복구하는 오류제어 기능, 흐름 제어 기능(한 번에 전송되는 데이터양 조절) 인접하는 두 개의 노드 간의 전송을 책임짐.
- 3계층, 네트워크 계층
데이터의 발신자와 목적지 간 패킷 전송 경로를 책임짐. 논리주소의 IP주소를 헤더에 포함시켜 전송(목적지까지 유지)
- 4계층, 전송 계층
전송(transport) 발신지에서 목적지 실제 전송 책임.
수신한 메시지의 순서 재설정, 오류 패킷 재전송 요청
(송신 데이터 패킷 분할, 수신 패킷 재구성)
네트워크 계층에서는 각 패킷의 전송을 책임.
전송 계층에서는 전송하려는 메시지를 여러 패킷으로 나누어 네트워크 계층에 보냄.
네트워크 계층은 이 패킷을 하나씩 전송(독립적으로 전송되어 수신과 송신 순서 구분)
이 전체 과정을 올바르게 보장하는 역할이 전송 계층
- 5계층, 세션 계층 * sesstion(접속)
전송하는 두 종단 프로세스 간 접속을 설정, 유지, 종료 (사용자와 전송 계층 간 인터페이스)
세션을 연결, 관리, 동기화 → 데이터의 단위를 전송계층으로 전송하기 위한 순서를 결정하고 데이터에 대한 점검 및 복구를 위한 위치를 제공.
세션 종료 시간을 수신자에게 알려줘 종료 기능.
- 6계층, 표현 계층
전송 정보의 표현 방식. 관리, 암호화, 데이터 압축 → 전송하려는 메시지를 수신자가 이해할 형식으로 변환
보안 위해 송신자가 암호화, 수신자가 복호화
- 7계층, 응용 계층
최상위 계층, 응용 프로세스(사용자+응용프로그램)가 네트워크에 접속하는 수단 제공하여 서로 간 정보 교환할 창구 역할 (네트워크 가상 터미널, 파일 전송 우편 서비스, 디렉터리 서비스 등)

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전송매체 : 모든 네트워크는 송신자, 수신자 연결해 주는 전송매체 필요.
특성(대역폭, 전송지연 등) 존재, 꼬임선, 동축케이블, 광케이블 등 사용
* 대역폭(bandwidth) : 전송매체를 지나는 신호의 최대 주파수와 최저 주파수의 차이. 대역폭이 높을수록 단위 시간당 더 많은 데이터 전송

- 꼬임선(twisted pair)
플라스틱 덮인 두 가닥 구리선 꼬아 만든다.
* 꼬아 만드는 이유 : 전자 제품 옆 지나갈 때 발생되는 간섭으로부터 두 선이 일정 거리 두어 비슷하게 왜곡되게 하여 오류 최소화.
UTP(Unshield Twisted Pair)
STP(Shield Twisted Pair) : UTP를 금속물질로 한 번 더 싼 것.
STP가 UTP에 비해 외부 간섭과 잡음 차단력 높지만, 비싸고 작업 힘들다.
장점
만들기가 쉽고 비용이 저렴하다.
단점
낮은 대역폭, 신호간섭 심함  
활용
 실내 전화선, 초기 전송 매체 , 랜선 

- 동축 케이블(coaxial cable)
중앙 전도체 + 절연체 + 외부 전도체 + 외부 피복
장점
꼬임선보다 우수한 주파수 특성으로 높은 대역폭과 빠른 전송 / 외부 신호 차단 우수, 전자기파 차단 우수  
단점
 비용이 비싸다.  
 활용
유선 방송, CATV, 근거리 통신망 

- 광섬유(optical fiber)
머리카락보다 가는 유리 섬유로 광선 전송, 10Gbps 이상의 속도.
장점
구리선의 문제점인 전자기파 간섭 거의 없음. 대역폭 크다. 신호 감쇄율 적다. 보안성 우수
단점
비용 많이 들고 설치가 까다로움. 특수장비 요구

- 위성(satellite)
하에 커다란 초단파 중계기.
한 지상국 신호를 받아 증폭시키고 주파수 변경시켜 다른 지상으로 전송.
36000Km 높이의 정지위성 (회전주기=자전주기)
보통 장거리 통신 : 통신거리에 비례 비용
장점
통신 구간 거리가 비용에 영향 없음 
단점
점대점 네트워크만 구성 가능, 36000Km의 거리 왕복으로 전송 지연이 250ms, 주파수와 기후 상태에 따라 감쇄 

1995년, 무궁화 1호
2010년, 올레 1호