[데이터 통신] 데이터 통신과 네트워크

1. 데이터 통신 개요

 

전송매체를 통해 개체 간 메시지를 교환하는 것을 데이터 통신이라고 합니다.

송신자[Tx]가 수신자[Rx]에게 메시지 (데이터 등)를 전송하게 됩니다.

 

메시지를 전달하기 위한 물리적인 경로를 전송 매체라고 하며,

전송 매체를 통해 데이터를 전송하는 규약을 프로토콜이라고 합니다.

 

 

2. 데이터 통신 방식

 

데이터 통신은 신호가 전달되는 방향으로 구분할 수 있습니다.

 

[그림 1] 데이터 통신 방식

단방향은 한 쪽으로만 데이터를 전달하는 방식입니다.

주로 TV, 라디오 등의 매체를 말합니다.

 

반이중은 각 노드가 다른 노드에게 데이터를 전송할 수 있는 방식이지만, 동시에는 불가능합니다.

주로 무전기 등의 매체를 말합니다.

 

전이중은 동시에 데이터를 서로 전송할 수 있는 방식입니다.

주로 전화 등의 매체를 말합니다.

 

 

3. 네트워크

 

통신이 가능한 장치들을 연결하여 모아놓은 것을 네트워크라고 합니다.

 

네트워크에 연결된 통신이 가능한 장치들을 호스트(host)라고 합니다.

호스트나 네트워크를 연결하는 연결 장치들도 존재합니다.

1. Router: 서로 다른 네트워크를 연결하는 장치
2. Hub & Switch: 서로 다른 호스트를 연결하는 장치
3. Modem: 데이터의 형태를 변환하는 장치 (아날로그 -> 디지털, 디지털 -> 아날로그)

장치를 연결하는 링크를 통해 호스트 간 데이터를 전송할 수 있는 채널(channel)을 구성하게 됩니다.

(링크는 물리적 개념, 채널은 논리적 개념)

 

 

4. 네트워크 접속 형태

 

서로 다른 두 호스트만을 연결한 것을 점대점 연결이라고 하며,

3개 이상의 호스트가 하나의 링크를 사용한 형태를 다중점 연결이라고 합니다.

 

두 개 이상의 장치가 하나의 링크에 연결되고, 이렇게 만들어진 두 개 이상의 링크를 모아 구성한 네트워크를 토폴로지(topology)라고 합니다.

토폴로지의 종류는 네 가지가 있습니다.

 

4-1. 메시형 (Mesh)

[그림 2] 메시형 네트워크

모든 노드가 서로 직접 링크되어 있는 네트워크입니다.

연결되어 있는 링크로 직접 노드 간 통신을 하기에 안정성과 보안이 보장됩니다.

 

다만 각 노드별로 링크를 구성해야 하기에 비용이 올라가며 설치와 재구성이 어렵습니다.

 

주로 중앙 컴퓨터들을 연결하는 중추 네트워크와 같은 제한된 환경에서 구성됩니다.

 

4-2. 스타형 (Star)

 

[그림 3] 스타형 네트워크

모든 노드가 허브를 통해 링크되어 있는 네트워크입니다.

각 노드끼리 통신할 수 없으며, 무조건 허브를 통해 통신하게 됩니다.

 

허브에 노드를 물리면 되기 때문에 설치가 용이해지는 장점이 있습니다.

하지만 네트워크 흐름이 허브에 의존하게 됩니다.

 

4-3. 버스형 (Bus)

 

[그림 4] 버스형 네트워크

다중점 연결의 한 형태인 버스형입니다.

backbone 역할을 하는 긴 케이블에 각 노드를 링크합니다.

 

가장 적은 케이블을 사용하기 때문에 설치가 용이합니다.

하지만 네트워크 흐름이 backbone 케이블에 의존하게 됩니다.

backbone 케이블에 문제가 생기면 모든 노드들이 통신에 영향을 받게 됩니다.

 

4-4. 링형 (Ring)

 

[그림 5] 링형 네트워크

양쪽에 있는 노드를 서로 연결한 링형 네트워크입니다.

[그림 5] 처럼 바로 연결되어 있지는 않고, 중계기를 통해 연결되어 있습니다.

 

데이터는 한 방향으로만 전송되며, 중계기를 통해 데이터를 받을지 통과할지 여부를 결정합니다.

 

장치를 추가하려면 2개의 링크만 추가하면 되므로 설치와 재구성이 용이합니다.

다만 단방향 통신을 하기 때문에 링에 결함이 생기면 네트워크 전체가 작동을 멈춥니다.

 

4-5. 혼합형

 

[그림 6] 혼합형 네트워크

중앙 허브를 이용한 스타형과 각 케이블에 연결된 버스형을 조합하여 만들어진 네트워크입니다.

 

 

5. 네트워크 유형

 

건물, 공장 내의 네트워크는 LAN(근거리)으로 구성됩니다.

이것보다 규모가 큰, 넓은 영역을 구성하는 네트워크(도시, 국가 등)는 WAN(광역)으로 구성됩니다.

WAN에는 두 종류가 있는데,

서로 다른 두 네트워크를 연결하는 점대점 WAN과

2개보다 더 많은 네트워크를 연결하는 교환형 WAN이 있습니다.

 

두 개 이상의 네트워크를 연결하여 데이터 통신이 가능하도록 만든 환경을 Internet(인터넷)이라고 합니다.