정보처리산업기사(필기) 요점 정리 - 정보 통신 개론 : 정보 통신망 기술

망(Network)의 구성 형태

성형(Star, =중앙 집중형)

• 중앙에 중앙 컴퓨터가 있고 이를 중심으로 단말기들이 연결되는 중앙 집중식의 네트워크 구성 형태
• 단말기의 추가와 제거가 쉬움
• 교환 노드의 수가 가장 적음

링형(Ring, =루프형)

• 컴퓨터와 단말기들을 서로 이웃하는 것끼리 포인트 투 포인트 방식으로 연결시킨 형태
• 데이터는 단방향 또는 양방향으로 전송할 수 있으며, 단방향 링의 경우 컴퓨터, 단말기, 통신 회선 중 어느 하나라도 고장나면 전체 통신망에 영향을 미침

버스형(Bus)

• 한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말기가 연결되어 있는 형태
• 물리적 구조 간단하고, 단말기의 추가와 제거가 용이

계층형(Tree, =분산형)

• 중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말기까지는 하나의 통신 회선으로 연결시키고, 이웃하는 단말기는 일정 지역 내의 설치된 중간 단말기로부터 다시 연결시키는 형태
• 분산 처리 시스템을 구성하는 방식임

망형(Mesh)

• 모든 지점의 컴퓨터와 단말기를 서로 연결한 형태로, 노드의 연결성이 높음
• 많은 단말기로부터 많은 양의 통신을 필요로 하는 경우에 유리
• 공중 데이터 통신 네트워크에서 사용되며, 통신 회선의 총 경로가 가장 김
• 통신 회선 장에서 다른 경로를 통하여 데이터를 전송할 수 있음
• 모든 노드를 망형으로 연결할 때 필요한 회선 수 (노드 = n) : n(n-1)/2

회선 교환망

전용 회선/교환 회선

전용 회선	- 송 · 수신 상호간에 통신 회선이 항상 고정되어 있는 방식  - 전송 속도가 빠르고, 전송 오류가 적음  - 사용 방법이 간편하며 업무 적용이 쉬움  - 전송할 데이터의 양이 많고, 회선의 사용 시간이 많을 때 효율적  - 고장 발생시 유지 · 보수 유리
교환 회선	- 교환기에 의해서 송 · 수신 상호간 통신 회선이 연결되는 방식  - 전용 회선에 비해 전송 속도(4800bps 이하)가 느림  - 정보 보안을 위해 정보 누설과 파괴를 방지하는 조처가 필요  - 회선을 공유하므로 효용도가 높고, 통신 장치와 회선 비용을 줄일 수 있음  - 전송할 데이터의 양이 많지 않고, 회선 사용 시간이 적을 때 효율적  - 교환 기술의 성능 비교 요소 : 전파 지연, 전송 시간, 노드 지연, 데이터 처리율

회선 교환 방식

• 통신을 원하는 두 지점을 교환기를 이용하여 물리적으로 접속시키는 방식
• 데이터 전송 전에 먼저 통신망을 통한 연결이 필요
• 접속이 되고 나면 그 통신 회선은 전용 회선에 의한 통신처럼 전달됨(고정 대역 전송)
• 접속에는 긴 시간이 소요되나, 일단 접속되면 전송 지연이 거의 없어 실시간 전송이 가능
• 데이터 전송에 필요한 전체 시간이 축적 교환 방식에 비해 김
• 통신 과정 : 호(링크)설정 → 데이터 전송 → 호(링크) 해제
• 공간 분할 교환 방식과 시간 분할 교환 방식으로 나뉘며, 시분할 교환 방식에는 TDM 버스 교환 방식, 타임 슬롯 교환 방식, 시간 다중화 교환 방식이 있음

제어 신호 방식

감시(관리) 제어 신호	- 상대방과 통화하는데 필요한 자원을 이용할 수 있는지를 결정하고 알리는데 사용  - 서비스 요청, 응답, 경보 및 휴지 상태 복귀 신호 등의 기능
주소 제어 신호	상대방을 식별하고 경로를 배정하여 전화를 울리게 하는 데 사용
호 정보 제어 신호	신호음, 연결음, 통화중 신호음 등 호의 상태 정보를 송신자에게 제공
망 관리 제어 신호	통신망의 전체적인 운영, 유지, 고장 수리 등을 위해 사용

축적 교환망

축적 교환 방식

송신측에서 전송한 데이터를 송신측 교환기에 저장시켰다가 이를 다시 적절한 통신 경로를 선택하여 수신측 터미널에 전송하는 방식

메시지 교환 방식	- 교환기가 일단 송신측의 메시지를 받아서 저장한 후 전송순서가 되면 수신측으로 전송  - 전송 메시지는 추후 검색이 가능  - 전송 지연 시간이 매우 김  - 응답 시간이 느려 대화형 데이터 전송에 부적절
패킷 교환 방식	- 메시지를 일정한 길이의 패킷으로 잘라서 전송  - 회선 이용률이 높음  - 수신측에서 분할된 패킷을 재조립해야 함  - 응답 시간이 빠르므로, 대화형 응용이 가능  - 음성 전송보다 데이터 전송에 더 적합  - 패킷(Packet) : 전송 혹은 다중화를 목적으로, 메시지를 일정한 비트 수로 분할하여 송 · 수신측 주소와 제어 정보 등을 부가하여 만든 데이터 블록

패킷 교환 방식의 종류

가상 회선 방식	- 단말기 상호간에 논리적인 가상 통신 회선을 미리 설정하여 송신지와 수신지 사이의 연결을 확립한 후에 설정된 경로를 따라 패킷들을 순서적으로 운반하는 방식  - 통신이 이루어지는 컴퓨터 사이의 데이터 전송의 안정, 신뢰성이 보장됨  - 패킷의 송 · 수신 순서가 같음  - 통신 과정 : 호 설정 → 데이터 전송 → 호 해제
데이터 그램 방식	- 연결 경로를 설정하지 않고 인접한 노드들의 트래픽(전송량) 상황을 감안하여 각각의 패킷들을 순서에 상관없이 독립적으로 운반하는 방식  - 패킷마다 전송 경로가 다르며, 송 · 수신 순서가 다를 수 있음

패킷 교환망의 기능

패킷 다중화

동시에 다수의 상대 터미널과 통신을 수행하도록 하는 기능

경로 제어(Routing)

가장 효율적인 전송로를 선택하는 기능

논리 채널

송 · 수신측 단말기 사이에서 논리 채널(가상 회선)을 설정하는 기능

순서 제어

패킷의 송 · 수신 순서를 제어하는 기능

트래픽 제어(Traffic Control)

전송되는 패킷의 흐름 또는 그 양을 조절하기 위해 교착 상태(Dead Lock)의 방지, 흐름 제어 등을 수행

오류 제어

오류를 검출하고 정정하는 기능

 

경로 제어(Routing)

송수신측 간의 송신 경로 중에서 최적 패킷 교환 경로를 설정하는 기능

경로 설정 요소

성능 기준, 경로의 결정 시간과 장소, 정보 발생지, 경로 정보의 시간

경로 설정 프로토콜

자율 시스템(AS) 내의 라우팅 프로토콜	IGP, RIP, OSPF
자율 시스템(AS) 간의 라우팅 프로토콜	EGP, BGP

경로 설정 방식

고정 경로 제어 (Static Routing) = 착국 부호 방식	네트워크 내의 모든 쌍에 대해서 경로를 미리 정해 놓은 방식
적응 경로 제어 (Adaptive Routing)	전송 경로를 동적으로 결정하는 방식
범람 경로 제어 (Flooding)	네트워크 정보를 요구하지 않고, 송 · 수신측 사이에 존재하는 모든 경로로 패킷을 전송
임의 경로 제어 (Random Routing)	인접하는 교환기 중 하나를 임의로 선택하여 전송하는 방식

LAN(근거리 통신망)

• 광대역 통신망과는 달리 학교, 회사, 연구소 등 한 걸물이나 일정 지역 내에서 컴퓨터나 단말기들을 고속 전송 회선으로 연결하여 프로그램 파일 또는 주변 장치를 공유할 수 있도록 한 네트워크
• 단일 기관의 소유, 제한된 지역 내의 통신임
• 광대역 전송 매체의 사용으로 고속 통신이 가능
• 경로 선택이 필요 없고, 오류 발생률이 낮음
• 전송 매체로 꼬임선, 동축 케이블, 광섬유 케이블 등을 사용
• 망의 구성 형태에 따라서 스타형, 버스형, 링형, 트리형으로 분류
• 물리 계층과 데이터 링크 계층으로 나뉨

물리 계층	OSI 7 계층의 물리 계층과 동일한 기능을 제공
데이터 링크 계층	- 매체 접근 제어(MAC) 게층과 논리 링크 제어(LLC) 계층으로 나뉨  - 매체 접근 제어(AMC) 방식의 종류 : CSMA, CSMA/CD, 토큰 버스, 토큰 링

매체 접근 제어(MAC)

CSMA/CD 방식

• 통신 회선이 사용 중이면 일정 시간동안 대기하고, 통신 회선 상에 데이터가 없을 때에만 데이터를 송신하며, 송신 중에도 전송로의 상태를 계속 감시함
• 버스형 또는 성형 LAN 에 가장 일반적으로 이용됨
• IEEE 802.3의 표준 규약임
• 일정 길이 이하의 데이터를 송신할 경우 충돌을 검출할 수 없음
• 전송량이 적을 때 매우 효율적이고 신뢰성이 높음
• 전송량이 많아지면 채널의 이용률이 떨어지고 전송 지연 시간이 급격히 증가함
• 충돌 발생시 다른 노드에서는 데이터를 전송할 수 없으며, 지연 시간을 예측하기 어려움

네트워크 관련 장비

허브(Hub)

한 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치로, 각 회선을 통합적으로 관리하며, 신호 증폭 기능을 하는 리피터의 역할도 포함함

리피터(Repeater)

물리 계층의 장비로, 전송되는 신호를 재생해줌

브리지(Bridge)

데이터 링크 계층의 장비로, LAN과 LAN을 연결하거나 LAN 안에서의 컴퓨터 그룹을 연결

라우터(Router)

네트워크 계층의 장비로, LAN과 LAN의 연결 및 경로 선택, 서로 다른 LAN이나 LAN과 WAN의 연결

게이트웨어(Gateway)

프로토콜 구조가 전혀 다른 네트워크의 연결을 수행하는 장비로, 세션 계층, 표현 계층, 응용 계층간을 연결하여 데이터 형식 변환, 주소 변환, 프로토콜 변환 등을 수행

VAN(부가 가치 통신망)

공중 통신 사업자로부터 통신 회선을 임대하여 하나의 사설망을 구축하고 이를 통해 정보의 축적, 가공, 변환 처리 등 첨가한 후 불특정 다수를 대상으로 서비스를 제공하는 통신망

계층 구조

정보 처리 계층, 통신 처리 계층, 네트워크 계층, 기본 통신 계층

기능

전송 기능, 교환 기능, 통신 처리 기능, 정보 처리 기능

 

통신 처리 기능은 축적 교환 기능과 변환 기능으로 나뉨

축적 교환 기능	전자 사서함, 데이터 교환, 동보 통신, 정시 수집, 정시 배달
변환 기능	속도 변환, 프로토콜 변환, 코드 변환, 데이터 형식(Format) 변환, 미디어 변환

ISDN(종합 정보 통신망)

• 음성, 문자, 화상 등의 다양한 통신 서비스를 하나의 디지털 통신망을 근간으로 종합적으로 제공할 수 있도록 통합한 것
• 통신 방식 및 전송로가 모두 디지털 방식임
• 단일 통신망으로 음성, 데이터, 영상 등의 다양한 서비스를 제공
• 고속 통신이 가능하며, 확장성과 재배치성이 좋음
• 64Kbps 1회선 교환 서비스를 기본으로 함
• ISDN의 통신 서비스

베어러 서비스	- 단말기가 전송하는 정보를 변형 없이 그대로 전달만하는 서비스  - 회선 교환, 패킷 교환 등 하위 계층의 기능만을 제공
텔레 서비스	- 베어러 서비스를 기본으로 고도의 기능을 부가하여 제공하는 서비스  - 실제로 단말을 조작하고 통신하는 이용자측에서 본 서비스  - 상위 계층의 전화, 펙스, 텔레텍스, 비디오텍스, 텔렉스, 원격회의 등의 서비스와 하위 계층의 정보 전송, 액세스 서비스 등을 모두 제공
부가 서비스	베어러 서비스나 텔레 서비스에 발신 번호 표시, 수신자 부담, 통화 대기 등의 기능을 부가하여 서비스 이용율을 높이는 서비스

ISDN의 구조

주요 채널의 종류

채널		채널 속도	용도
B		64Kbps	- 디지털 정보용 채널  - 사용자의 정보를 전송하기 위한 채널  - PCM화된 디지털 음성이나 회선 교환에 의한 제어 신호, 패킷 교환에 의한 정보의 전송에 이용
D		16Kbps 64Kbps	- 디지털 신호용 채널  - 16Kbps 이하 저속의 패킷 교환에 의한 정보 전송을 위해 이용
H	H0	384Kbps	고속의 디지털 정보용 채널
	H11	1,536Kbps
	H12	1,920Kbps

기본 속도 인터페이스(BRI)

2B + D + 오버헤드 = 2 * 64 + 16 + 48 = 192Kbps

ISDN의 기능 그룹과 참조점

망 종단 장치(NT)

망 관련 장비

터미널 장치(TE)

사용자 관련 장비

NT1	- 가입자 접속망 종단 장치, 선로의 종단점  - 1 계층 선로 유지 보수 및 성능 감시, 다중화  - 비트 동기(Timing)
NT2	- 가입자 구내 교환 장치  - 2~3 계층의 프로토콜 처리 및 다중화  - 교환, 집중화, 윻지 보수 기능
TE1	ISDN 접속 기능을 가진 단말기
TE2	ISDN 접속 기능이 없는 단말기
TA	- TE2 단말기를 ISDN에 접속하는 역할  - 프로토콜 및 속도 변환 기능
LE	상대방 ISDN 교환기와 연결을 제공하는 ISDN용 교환기

참조점

ISDN을 구성하는 각 요소 간의 인터페이스를 구분하는 기능을 하는 것으로, 기준점, 접속점, 분계점이라고도 함. 정보 통신망 상호간을 연결할 때 시설, 운영 및 유지, 보수의 책임 한계를 구분하기 위한 접속점이 됨

인터넷(Internet)

• TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하여 전세계 수많은 컴퓨터와 네트워크들이 연결된 광범위한 컴퓨터 통신망
• ARPANET에서 시작되었으며, 유닉스 운영체제를 기반으로 함
• 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터는 고유한 IP 주소를 가짐
• 컴퓨터 또는 네트워크를 서로 연결하기 위해서는 브리지, 라우터, 게이트웨이가 사용됨

인터넷 서비스 : TCP/IP의 응용 계층에서 제공

WWW	- 텍스트, 그림, 동영상, 음성 등 인터넷에 존재하는 다양한 정보를 거미줄처럼 연결해 놓은 종합 정보 서비스  - HTTP 프로토콜을 사용하는 하이퍼텍스트 기반으로 되어 있음
전자 우편	- 인터넷을 통해 다른 사람과 편지뿐만 아니라 그림, 동영상 등 다양한 형식의 데이터를 주고받을 수 있도록 해주는 서비스  - 전자 우편에 사용되는 프로토콜 : SMTP, POP3, MIME
FTP	컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 인터넷 사이에서 파일을 주고 받을 수 있도록 하는 원격 파일 전송 프로토콜
Telnet	- 멀리 떨어져 있는 컴퓨터에 접속하여 자신의 컴퓨터처럼 사용할 수 있도록 해주는 서비스  - 프로그램을 실행하는 등 시스템 관리 작업을 할 수 있는 가상의 터미널(Virtual Terminal) 기능을 수행
Usenet	분야별로 공통의 관심사를 가진 인터넷 사용자들이 서로의 의견을 주고받을 수 있게 하는 서비스

인터넷의 주소 체계

IP 주소

인터넷에 연결된 모든 컴퓨터의 자원을 구분하기 위한 고유한 주소로, 숫자로 8비트 씩 4부분, 총 32비트로 구성되며, A~E 클래스까지 총 5단계로 나뉨

서브넷 마스크 

4바이트의 IP 주소 중에 네트워크 주소와 호스트 주소를 구분하기 위한 비트

IPv6

IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 개발된 것으로, 16비트씩 8부분, 총 128비트로 구성되며, 각 부분은 16진수로 표현하고, 콜론으로 구분함

도메인 네임

숫자로 된 IP 주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현한 것으로, 호스트 컴퓨터명, 소속 기관 이름, 소속 기관의 종류, 소속 국가명 순으로 구성

DNS

문자로 된 도메인 네임을 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP 주소로 변환 

위성 통신

• 지상에서 쏘아 올린 마이크로 주파수를 통신 위성을 통해, 변환, 증폭한 후 다른 주파수로 지상에 송신하는 방식
• 위성 통신에 사용하고 있는 주파수 대역은 3-30GHz의 극초단파(SHF)임
• 통신 위성은 약 25,800km 정도의 정지 궤도상에 위치하여 지구의 자전 속도로 운행
• 한 대의 통신 위성은 지구 표면의 약 42.4% 지역을 커버할 수 있으므로 이론상 최소한 3개의 정지 위성만 있으면 극 지역을 제외한 지구상의 어느 지점과도 통신이 가능
• 대역폭이 넓어 고속 · 대용량 통신이 가능하고, 통신 비용이 저혐
• 오류율이 적어 고품질의 정보 전송이 가능
• 통신 범위가 넓으며, 전송 비용이 거리에 무관하게 일정
• 전송 지연 시간이 길며, 보안성이 취약
• 위성 통신 시스템은 통신 위성, 지구 국, 채널로 구성됨

이동 통신망

• 무선 매체와 이동성(Mobility)을 전제로 하여 사용자가 언제 어디서, 어느 누구에게나 정보를 송 · 수신할 수 있도록 하는 것
• 통신의 내용에는 음성뿐만 아니라 신호, 데이터, 화상 정보 등을 모두 포함함

다중 접속 방식

FDMA (주파수 분할 다중 접속) 방식	주파수 대역을 일정 간격으로 분할해서 여러 사용자가 각기 주어진 주파수 대역에 채널을 설정하는 방식
TDMA (시분할 다중 접속) 방식	- 주파수의 시간폭을 여러 개로 나누어서 각 시간폭에 대해 채널을 설정하는 방식  - FDMA에 비해 동일한 주파수 대역에서 3배 이상 가입자를 증가시킬 수 있음
CDMA (코드 분할 다중 접속) 방식	- FDMA와 TDMA의 혼합 방식으로, 여러 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 서로 다른 코드를 부여한 신호를 홗나하여 보내고 수신쪽에서는 동일한 코드로 확산된 데이터만을 골라 원래 신호를 재생하는 방식  - 국내 디지털 셀룰러 시스템의 표준 방식  - FDMA보다 가입자의 수용 용량이 10~20배가 넘음  - 통화 품질이 우수하고, 보완성이 좋음  - 멀티미디어 서비스가 가능하게 함

셀룰러 시스템

서비스 지역을 셀(Cell)이라고 하는 여러 개의 영역으로 나눈 후 각 셀마다 하나의 기지국을 설치하여 인접 셀 간에는 상호간섭을 받지 않도록 하고, 어느 정도 떨어진 셀 간에는 동일 주파수 채널을 사용하도록 하는 방식

셀룰러 시스템의 특징

주파수 재사용, 핸드 오프, 로밍 서비스

IMT-2000

현재 이동 통신의 문제점인 지역적 한계와 고속 전송에 대한 기술적 한계를 극복하고, 나라마다 다른 이동 통신 방식을 통일하여 한 대의 단말기로 전세계 어디서나 다양한 멀티미디어 서비스를 제공받을 수 있도록 하는 제3세대 이동 통신 시스템