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2023-04-01 ~

[네트워크 관리사 2급] 2. 근거리 통신 기술

근거리 통신 기술

제한된 일정 지역 내에 설치된 기기들 사이에서 통신을 위해 구성된 고속의 통신 채널을 제공하는 것을 근거리 통신망이라고 한다. 일반적으로 약 50M 정도의 거리를 가지고 있다.

근거리 통신(LAN)에는 여러 특징이 있는데 다음과 같다.

  1. 건물 내 파일이나 프린터 공유를 위해 사용한다
  2. 이 기종 간 통신이 가능하다
  3. 일반적으로 10 ~ 100Mbps의 속도를 가진다
  4. 자원 공유, 분산 처리, 분산 제어, 정보 교환을 할 수 있다.

LAN은 패킷 손실 및 지연이 적고, 사용자 간에 빠르게 문서 공유가 가능하다. 또 신뢰성이 높고 구축 비용이 적은 편이며 오류 발생률 또한 낮다. 하지만 전송 거리가 짧아서 거리에 제약이 있고, 네트워크에 노드가 많아지면 충돌이 발생해 성능이 떨어질 수 있다는 단점이 있다.

근거리 통신 프로토콜

약어와 이름 전부에 Hawaii, ALOHA가 있는 이 프로토콜은 1970년대 초에 하와이 군도에 섬들간의 무선 데이터 통신망을 구성하기 위한 연구에서 발전되어졌다. 중앙국의 제어 없이 무작위 공통 전송 채널에 접속하는 경쟁방식 프로토콜로 다원 접속 프로토콜이라고도 한다.

일단 송신 측에서 전송할 패킷이 있으면 일단 패킷을 송신한 뒤에 수신측으로부터 오는 확인 신호를 기다리고, 수신 측에서 패킷 오류 검사를 진행한 후 이상이 없을 때 확인 응답 신호를 보내면 그 뒤를 이어 송신 측에서 패킷을 전송하는 방식이다. 이 때 수신 측에서 확인 응답 신호를 보내오지않으면 송신 측에서는 데이터 전송에 오류가 있다고 판단하고 일정 시간 대기 후에 패킷을 재전송한다.

2) Slotted ALOHA

Slotted ALOHA는 중앙 제어국에서 보내준 클럭 신호로 모든 국들을 동기화하여 패킷을 전송하는 프로토콜 방식이다. 패킷 충돌 확률이 적고 ALOHA의 2배의 전송처리율을 가져 성능을 개선시켰다. 보통 WLAN(Wireless LAN)에서 사용한다.

3) CSMA/CD

CSMA/CD 및 CSMA/CA는 Slotted ALOHA의 방식이 발전된 형태이다. 이 때 CD는 Detect, 충돌 감지 기능으로 충돌 여부를 확인하고 유선 랜에서 사용하며 CA는 Avoidance, 충돌 회피 기능을 사용하는 방식을 말하며 무선 랜에서 사용함. 전송을 바라는 스테이션이 전송 매체를 살펴 다른 전송이 있는지를 조사하고, 상대 스테이션의 전송이 끝날 때까지 전송을 기다렸다가 데이터를 전송하는 방식이다.

4) CSMA/CD LAN

CSMA를 발전시킨 것으로 CSMA 방식에 충돌 감지를 빨리하고 충돌이 발생하면 즉시 검출해 데이터 프레임의 송신을 중단하고 대기한 다음에 회선이 사용 중이 아닐 때 프레임을 재전송하는 방식을 말한다.

IEEE 802 위원회의 LAN 표준안

IEEE 802 위원회는 LAN에 관련해 표준화를 수행하는 표준화 기관이다. 위원회가 지정한 표준은 다음과 같다

표준 설명
802.1 상위계층 인터페이스, MAC BRIDGE
802.2 LLC(LOgical Link Control)
802.3 CSMA/CD
802.4 토큰버스
802.5 토큰링
802.6 MAN
802.7 광대역 LAN
802.8 광섬유 LAN
802.9 종합데이터 & 음성 네트워크
802.10 보안
802.11 무선 네트워크

문제를 풀 때는 802.3 CSMA/CD, 802.11 무선 네트워크가 중요해보인다.

이더넷

이더넷은 LAN을 위해 개발된 근거리 유선 네트워크 통신망 기술이다. IEEE 802.3에 표준으로 정의되어있으며 일반 사람들은 이더넷=인터넷이라고 생각하는 사람들도 있는데 이더넷과 인터넷은 엄연히 다른 말이다. 10BASE-T와 100BASE-T가 가장 보편적인 시스템이다.

이더넷과 인터넷의 차이

인터넷은 여러 작은 네트워크를 연결한 거대 네트워크이며, 이더넷은 이 인터넷을 구성하는 ‘여러 작은 네트워크’를 구성하는데 필요한 기술을 말한다.

이더넷의 장점과 단점

1) 장점

  • 적은 용량의 데이터 전송에 우수하다
  • 설치 비용이 저렴하고 관리가 쉽다
  • 네트워크 구조가 간단하다

2) 단점

  • 네트워크 사용 시에 신호 때문에 충돌이 발생한다
  • 충돌이 발생 시에 네트워크 지연이 발생한다
  • 시스템의 부하가 증가하면 충돌도 계속적으로 증가한다

UTP 케이블

UTP 케이블은 5개의 카테고리로 분류되며 유선 LAN을 연결한다.

UTP 케이블 카테고리

  1. Category 1 전화 통신에 사용하며 데이터 전송에는 적합하지 않다.
  2. Category 2 UTP 연결 방식 중 하나로 최대 4Mbps 속도로 데이터를 전송한다
  3. Category 3 10 Base-T에서 사용하며 최대 10Mbps 속도로 데이터를 전송한다
  4. Category 4 토큰링 네트워크에서 사용하며 최대 16Mbps로 데이터를 전송한다
  5. Category 5 UTP 케이블을 연결하는 방식이며 최대 100Mbps로 데이터를 전송한다

카테고리 5를 사용하며 4쌍의 꼬임선으로 모두 8가닥으로 이루어져있다. 이 때 케이블의 배열에는 순서가 있는데 각각 T568A, T568B라고 한다. 다이렉트 케이블로 연결할 때는 모두 같은 순서로 연결하고, 크로스 케이블로 연결할 때는 한 쪽은 T568A, 다른 쪽은 T568B로 사용한다.

고속 이더넷(Fast Ethernet)

기존 이더넷에 비해 전송 속도가 향상되어 최대 100Mbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있다. 고속 이더넷은 100Base-T라고도 부르며 기존의 10Base-T와 프레임과 포맷이 같고 접근 방식 또한 CSMA/CD로 같고 MAC 프로토콜 또한 사용이 가능하다

고속 이더넷의 특징은 다음과 같다

  1. 성형 토폴로지 네트워크 사용 일반 이더넷은 성형 토폴로지와 버스형 토폴로지를 사용한다
  2. CSMA/CD 방식

기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)

기가비트 이더넷은 최대 1Gbps의 속도로 데이터를 전송할 수 있는 이더넷 표준 기술이다. 기가비트 이더넷은 100Base-X라고 정의됐으며 호환성이 좋아 기존의 이더넷과 호환이 가능하다. 이 또한 CSMA/CD 프로토콜을 사용하며 10Mbps, 100Mbps의 기존 이더넷 형태를 유지하며 이더넷&고속 이더넷의 관리 시스템이 사용이 가능하다.

기가비트 이더넷의 특징은 다음과 같다.

  1. 성형 토폴로지 네트워크 사용
  2. MAC 프로토콜, CSMA/CD 방식 사용

토큰 패싱(Token Passing)

토큰이라는 제어 비트를 송신해 해당 토큰을 확보해서 통신을 하는 방식을 말한다. 이 때 사용하는 토폴로지는 ‘링형 토폴로지(Ring Topology)’로 통신 회선에 대한 제어 신호를 논리적으로 형성된 링에 각 노드를 옮겨가며 데이터를 전송하는 방식으로 충돌이 발생하지 않는다.

토큰 패싱의 특징으 다음과 같다.

  1. 링 토폴로지 사용
  2. 충돌이 발생하지 않음
  3. 가변 데이터 전송 가능
  4. 하드웨어가 복잡함
  5. 부하가 높을 때 안정감이 있고, 접근 시간이 대략적으로 일정함
  6. 확장이 힘들다는 단점이 있음

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