김은정 eunjeong@kunsan.ac.kr 군산대학교 통계컴퓨터과학과 정보과학기술 연구실 2012.03.22

1. Chap 3. 네트워크 기술 김은정 eunjeong@kunsan.ac.kr 군산대학교 통계컴퓨터과학과 정보과학기술 연구실 2012.03.22

2. 목차 인터네트워킹 교환 시스템 서비스 품질 ? ? ! • 3. 네트워크 기술 • 교환 시스템 • LAN, MAN, WAN • 인터네트워킹 • 서비스 품질(QoS) IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

3. 교환시스템(1/6) • 연결형 서비스 제공 • 고정 대역폭의 전송률 - 네트워크 구조 단순 • 고정 대역 할당된 연결 설정 • → 데이터전송 • 안정적인 전송률로 데이터 전송가능 • 연결이 유지되는 동안 다른 연결 대역 사용 X sibling • 데이터의 전송 속도를 향상시키는 기술 • 컴퓨터 네트워크 환경에서 주로 이용 • 패킷 기준 교환 작업 • 가변 크기의 전송률 지원 • 가상회선방식, 데이터그램방식 회선교환 패킷교환 • 비연결형 서비스 제공 • 가변 대역의 전송률 – 네트워크 구조 복잡 • 교환시스템이란? • 패킷은 전송과정에서 전송 경로 중간에 위치한 교환 시스템을 거침 • 교환(Switching)기능 제공 • 데이터를 최종 목적지까지 올바르게 전달하도록 데이터를 중개 • 교환 방식 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

4. 교환시스템(2/6) 전용회선 방식 교환회선 방식 교환기 : 특정 전송 선로에 데이터가 집중되지 않으면서 효율적인 경로를 선택할 수 있도록 하는 것 • 호스트가 데이터를 주고받으려면 교환 시스템의 중개 필요 • 교환기, 전송선로 : 호스트들끼리 데이터를 송수신 하기 위해 공유하는 자원 • ex] 호스트 a → 호스트 f • 1. 데이터의전송 경로 결정 • 2. 교환기1→교환기3→교환기5 • 3. 교환기1→교환기2→교환기 3→교환기5 • 교환시스템의 종류 • 전송 선로를 이용해 데이터 전송 시 • 전용회선 : 송신 호스트와 수신 호스트가 전용 통신 선로로 연결 • 교환 회선 : 전송 선로 하나를 다수의 사용자가 공유 • 교환 회선 방식 • 전화망과 같은 공중 통신망 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

5. 교환시스템(3/6) 회선 교환 방식 메시지 교환 방식 패킷 교환 방식 • 데이터를 전송하기 전에 연결 경로 먼저 설정 • 안정적인 데이터 전송률 • 교환회선 • 논리적 연결 설정 유무 • 회선 교환 : 데이터를 전송하기 전에 통신 양단 간의 연결을 설정 • 교환 회선 : 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송 • 메시지 교환방식 : 회선교환과 패킷 교환의 중간형태 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

6. 교환시스템(4/6) • 메시지 교환 • 데이터 전에 경로를 미리 설정할 필요 없음 • 메시지의 헤더에 목적지 주소 표시 • 각 노드에서 메시지를 수신하게 되면 수신된 메시지잠시 저장한 다음, 그 다음 노드로 보냄 → 축적 후 전달(store and forward) 방식 • 패킷 교환 • 패킷 형태로 만들어진 데이터를 패킷교환기가 목적지 주소에 따라 적절한 경로(route)를 선택하여 전송하도록 하는 교환방식 • 전송대역의 효율적 이용, 호스트의 무제한 수용, 패킷에 우선순위 부여 • 지터(Jitter) – 연속된 패킷들의 도착지연시간의 차이 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

7. 교환시스템(5/6) 가상회선 데이터그램 가상 회선 데이터그램 • 똑같은 경로로 패킷을전송하면 패킷의 도착순서와 출발순서는 같음 • 설정된 연결경로 없음 → 전송 순서와 무관하게 도착 순서가 바뀔 수있음 • 패킷 교환 • 패킷의전송 경로를 결정 ★★★★★ • 데이터를 패킷 교환방식으로 전송하는 네트워크 • 가상 회선 : 송수신 호스트 사이에 가상 연결을 설정 → 모든 패킷의 전달 경로가 같음 • 데이터그램: 패킷의 경로 선택이 독립적 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

8. 교환시스템(6/6) • 셀 릴레이 • 오류제어를 축소하여 전송속도를 향상한 기술 • 프레임 릴레이 : 가변 길이의 패킷 지원 • 셀 릴레이 : 셀(Cell)이라는 고정 크기의 패킷 사용 • 오버헤드 : 가변 길이의 패킷>고정 크기의 패킷 • 프레임 릴레이와 셀 릴레이 • 데이터 전송 속도를 향상 시키기 위해 고안된 방법 • 프레임 릴레이 • 오류제어를 축소하여 전송속도를 향상한 기술 • 한 호스트에서 수신한 프레임을 다른 호스트로 중개(Relay)하는 역할 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

9. LAN, MAN, WAN(1/5) 버스형 링형 • 컴퓨터네트워크 • 일정 거리 이상 떨어진 위치에서 호스트 간의 데이터 교환 환경 지원 • 호스트 사이의 연결 거리를 기준으로 네트워크 구분 • LAN, MAN,WAN • LAN(Local Area Network) 이란? • 소규모 지역에 위치하는 호스트로 구성된 네트워크 • 데이터를 브로드캐스팅(Broadcasting)방식으로 전송 • 호스트 사이의 거리가 가까울 수록 ? • 데이터 전송 지연 적음, 오류 발생 가능성 줄어듦 • 구성 형태 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

10. LAN, MAN, WAN(2/5) 사전 해결 방식 - 충돌이 발생할 가능성 차단 사후 해결 방식 – 충돌 허용하고 나중에 해결 하나의 호스트만 데이터를 수신하게 됨 • LAN - 버스형 • 공유 버스 하나에 호스트들을 직접 연결 • 전송 데이터가 모든 호스트에 전송 →라우팅 기능 필요 없음 • 목적지에 해당하는 호스트 : 데이터를 내부 버퍼에 보관그렇지 않은 호스트 : 버림 • 데이터 충돌(Collision) • 둘 이상의 호스트에서 데이터를 동시에 전송 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

11. LAN, MAN, WAN(3/5) 사전 해결 방식 - 충돌이 발생할 가능성 차단토큰(Token) 제어프레임 • LAN - 링형 • 전송 호스트의 연결이 순환구조인 링 형태 • 데이터 – 시계나 반시계 방향으로 전송 • 특정 호스트에서 전송한 데이터 – 반드시 링을 한 바퀴 돌아 송신 호스트로 되돌아옴 • 데이터 충돌(Collision) • 둘 이상의 호스트에서 데이터를 동시에 전송 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

12. LAN, MAN, WAN(4/5) 슬롯(slot) 슬롯(slot) 슬롯(slot) 슬롯을 프레임으로 변형해 데이터 전송 • MAN(Metropolitan Area Network) 이란? • 여러 건물이나 한 도시에서의 네트워크 – LAN보다 큰 지역 지원 • DQDB(Distributed Queue Dual Bus) • MAN을 위한 국제 표준안 • 전송 방향이 다른 두 버스로 모든 호스트를 연결 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

13. LAN, MAN, WAN(5/5) 교환 과정 • WAN(Wide Area Network) 이란? • 국가 이상의 넓은 지역을 지원하는 네트워크 구조 • 전송과 더불어 교환 기능이 필수 – 점대점(Point-to-Point)연결 • 전송매체를 이용해 호스트를 1:1로 연결하는 방식 • 연결 수가 증가할 수록 전송 매체를 많이 사용 – 비용이 많이 듦 • 스타형, 트리형, 완전형, 불규칙형 등 다양한 구조 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

14. 인터네트워킹(1/10) • 두 LAN 연결 시 중간에 네트워크 장비 데이터 중개 • 네트워크 장비 기능에 따라 양쪽 LAN 특성 다름 • 네트워크 장비 하나에 여러 종류의 LAN 연결 • 인터네트워킹(Internetworking) 이란? • 둘 이상의 서로 다른 네트워크를 연결하는 기능 • 라우터: 네트워크를 연결하는 장비 • Ex] 게이터웨이의 역할 • 네트워크 장비 수행 기능으로 구분 • 리피터, 브리지, 라우터 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

15. 인터네트워킹(2/10) • 브리지 • 연결되는 LAN이 같은 종류 : 프레임 해석 등의 간단한 작업 필요 • 연결되는 LAN이 다른 종류 : 프레임 해석, 변환 등의 복잡한 작업 필요 • 브리지에 연결되는 LAN 종류만큼 MAC/물리 계층을 처리해야 함 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

16. 인터네트워킹(3/10) I’m 배댕2 • 트랜스페런트 브리지(Transparent Bridge) • 라우팅 기능을 사용자에게 투명하게 보여줌 • 브리지 사용자 : 프레임에 라우팅 정보를 추가하지 않음 • 브리지 : 필요한 라우팅 과정을 전적으로 책임짐 • 동작원리 • 프레임의 송/수신자 동일 방향 위치 : 수신 프레임 무시 • 프레임의 송/수신자 다른 방향 위치 : 수신자 방향으로 프레임 중개 • 라우팅 테이블 : 송/수신 호스트가 어느 방향에 있는지 위치 정보를 관리 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

17. 인터네트워킹(4/10) • 트랜스페런트 브리지(Transparent Bridge) • EX] 동작원리 • 브리지 B1 : 송신자 a → 수신자 b- 전송한 프레임 도착 시 무시 • 브리지 B1 : 송신자 a → 수신자 c - 전송한 프레임 도착 시 포트 2로 중개 • 브리지 B2 : 송신자 g → 수신자 e - 전송한 프레임 도착 시 포트 1로 중개 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

18. 인터네트워킹(5/10) • 라우팅 테이블 • 역방향 학습 알고리즘으로 작성 • 최초 라우팅 테이블이 비어있으면 : 브로드캐스팅 방식 을 이용하여 중개 • 브리지 B1 : 2번 포트에서 입력된 프레임 송신자 C - 호스트 C는 2번에 위치 • 브리지 B2 : 1번 포트에서 입력된 프레임 송신자 C - 호스트 C는 1번에 위치 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

19. 인터네트워킹(6/10) 네트워크를 비순환구조로 만들어야함! • 스패닝 트리 • 이중 경로에 의한 라우팅 정보의 혼선이 발생 • 브리지 B1 • 호스트 a가 전송한 데이터가 포트 1, 2에서 입력됨 → 모순 • 소스 라우팅 브리지 • 송신자가 전송 프레임 내에 경로 정보를 제공 • 브리지는 프레임 내의 경로 정보를 이용하여 중개 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

20. 인터네트워킹(7/10) • IP 인터네트워킹 • 인터넷에서 네트워크를 연결하는 방식 • 패킷 중개 기능은 IP 프로토콜이 수행 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

21. 인터네트워킹(8/10) • IP 인터네트워킹 • 양쪽 MAC 계층이 다르면 패킷 변환 기능이 필요 • 필요 시 패킷 분할과 병합 과정도 수행 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

22. 인터네트워킹(9/10) • 고정 경로 배정 • 송수신 호스트 사이에 영구 불변의 고정 경로를 배정 • 장점: 간단하지만 효율적인 라우팅이가능 • 단점: 트래픽변화에 따른 동적 경로 배정이 불가능 • EX] 가정 • R3, R7 선로: 고속 통신 지원 • Net.2가 Net.4보다 덜 붐빔 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

23. 인터네트워킹(10/10) • 적응 경로 배정 • 인터넷 연결 상태가 변하면 이를 전달 경로 배정에 반영 • 특정 네트워크나 라우터가 비정상적으로 동작하는 경우 • 네트워크의 특정 위치에서 혼잡이 발생하는 경우 • 단점 : 경로 결정 과정에서 라우터의부담이 증가 • 자율 시스템 • 동일한 라우팅 특성으로 동작하는 논리적인 단일 구성체 • 내부 라우팅프로토콜 : 자율 시스템 내부에서 사용 • 외부 라우팅프로토콜 : 자율 시스템 간에 사용 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

24. 서비스 품질(QoS) • 연결 설정 지연- 경과 시간이 짧을 수록 서비스 품질 좋음 • 연결 설정 실패 확률– 지연시간을 기준으로 연결 설정 실패 확률 • 전송률 – 임의의 시간 구간에서의 초당 전송할 수 있는 데이터 양 • 전송 지연– 송신호스트에서 전송한 데이터가 수신호스트에 도착할 때 까지 경과한 시간 • 전송 오류율– 전송된 총 데이터 수와 오류 발생 데이터 수의 비율 • 우선 순위– 다른 연결보다 우선 처리, 우선순위가 높을 연결이 좋은 서비스 제공 • 인터넷에서의 Qos(Quality of Service) • 전송과정에서의 데이터 분실, 전송 지연 등으로 전송 품질을 판단 IST (Information Sciences & Technology) Laboratory

25. 김은정 eunjeong@kunsan.ac.kr 군산대학교 정보통계학과 정보과학기술 연구실 2012.01.03 김은정 • eunjeong@kunsan.ac.kr 군산대학교 정보통계학과 정보과학기술 연구실 2012.03.22