정보통신망 - 중간시험 요점정리

정보통신망 - 중간시험 요점정리

컴퓨터 통신망의 역사

① SAGE는 1964년에 개발된 여객기 좌석 예약업무 시스템임.

컴퓨터 통신망 구조란 통신 프로토콜들의 집합체임.

대표적인 예로서 IBM에서 개발한 SNA(System Network Architecture), DEC에서 개발한 DNA(Digital Network Architecture),

그리고 국제표준기구 ISO에서 개발한 OSI 7계층 참조 모델 등이 있음.

   

②ALOHA 시스템은 하와이대학에서 개발한 최초의 실험적 무선 패킷 교환 통신망임.

   

③SNA는 위에서 설명한 것처럼 컴퓨터 통신망 구조 중의 하나임.

   

④ARPA는 1960년대 미국 국방부에서 개발한 컴퓨터 통신망으로서 TCP/IP 프로토콜을 개발하여 사용하였으며, 인터넷의 전신임.

   

분산 시스템의 관점에서 볼 때 컴퓨터 통신망은 (　ⓐ　) 분산 시스템이 되며,

여기에는 대규모 컴퓨터 통신망인 (　ⓑ　), 중규모 컴퓨터 통신망인 (　ⓒ　),

소규모 컴퓨터 통신망인 (　ⓓ　) 등이 있다.

약연결 , WAN, MAN, LAN

   

컴퓨터 통신망의 목적을 3가지 이상 열거하시오.

: 자원의 공유, 처리기능의 분산, 신뢰도 향상, 안정성 보장, 호환성 확대

   

데이터 통신 시스템 구분 2가지

데이터 전송 시스템 , 데이터 처리 시스템 으로 구분

   

데이터 통신 시스템의 4대 요소

단말장치, 데이터 전송회선, 통신제어장치, 컴퓨터

   

통신 시스템의 3가지 구성 요소를 열거 하시오.

정보원, 전달매체, 수신체

4대 구성 요소시 메시지도 포함.

.

   

통신프로토콜의 주요 요소

구문(syntax)은 데이터 형식이나 신호 수준 등을 포함,

의미(semantic)는 전송의 조정, 오류 관리를 위한 제어정보를 포함,

타이밍(timing)은 전송속도 조절 및 전송순서 조정 등을 포함

   

통신을 원하는 두 개체 간에 무엇을, 어떻게, 언제 통신하도록 할 것인지를 서로 약속한 규약을 통신 프로토콜이라 한다.

   

   

알고 있는 통신 프로토콜 중 2가지를 열거하고 각각에 대해 간략하게 설명하시오.

(예 : TCP, IP, SMTP, POP3, HTTP, UDP, ICMP 등)

 

TCP : Transmission Control Protocol   

OSI 4계층에 해당되는 역할을 수행하면서 응용프로그램사이에서 데이터를 움직이는 transport Layer Protocol이다. 신뢰성을 지니고 바이트스트림의 커넥션에서 커넥션된 데이터를 배달하는서비스이며 네트워크의 대역을 최적화하려하고 신뢰성이 보존된다

 

 IP : Internet Protocol   

 실질적으로 TCP/IP suit라 불리면서 거의 인터넷의 가장 중요한 Protocol로 사용되고 있다. network Layer에 해당되며 경로배정 등의 역할을 수 행한다.

UDP : User Datagram Protocol   

 신뢰성이 없는점은 IP와 비슷하다. 비록 믿지 못하고 연결성이 없는 프로토콜이지만 단 일의 호스트에서 다수의 목적지로 데이터를 루트 할 수 있다. UDP는 데이터 배달을 위 해서 datagram을 사용한다.  

 

SMTP : Simple Mail Transfer Protool 

FTP 의 작은 역할을 수행하는데 말그대로 메 일을 전송하는 프로토콜이다. 메시지 전송 에이전트라고 한다

FTP : File Transfer Protocol

 파일을 전송하거나 받도록 해주는 것이다. 인터넷상에서 파일을 전송하는 표준 프로토콜이다. File의 access도 포함하고 있고 Sun사가 개발한 NFS(Network File System)을 포함하는 기능을 가지고 있다

ICMP : Internet Control Message Protocol   

IP LAyer 계층에서 사용되는 것으로 IP계층과 TCP나 UDP의 tranport Layer을 관리하 거나 조절하는message역할을 수행하며 eerror message을 사용자Protocol에 돌려 준다. icmptime 192.9,200.1이라고 명령을 type해서 조사를 할 수도있다

IGMP : Internet Group Management Protocol

Muticasting 을 위한 host와 router을 위해서 사용된다. 인터넷은 세가지 방식을 수용하고 있다. 일대일 통신과 1대 다통신 1대 전체 통신이다 그중에서 특정 그룹에게만 전송함 멀티캐스팅을 확인하는 명령은 sunchon% netstat -ni 이다( -n은 interface정보에 관해서 보여준다. 그리고 I는 IP address에 관한 정보이다.) 이 프로토콜은 RIP와 같이router에 사용된다. 

RARP : Reverse Address Resolution Protocol   

 하드디스크가 없는 시스템에서 대신 주소를 답해주도록 disk file에 기록해두록해서 작동해 주는 프로토콜  

 

PPP : Point -to -Point Protocol   

SLIP 와 같이 직렬링크를 수행한다. Protocol 필드를 사용해서 다수의 프로토콜을 지원 하며, CRC(Cyclic redudancy checkes)을 사용하여 에러를 체크한다. 압축을 절충하며 LCP(Link Control Protocl: PPP 캡슐화 format을 절충하는 것으로 크기를 감소해서 환경 변화를 만들어줌)을 사용하여 새로운 데이터 링크 옵셥들을 절출 할 수 있다. 

RFC(Request For Comment) 1332나 RFC1547을 살펴보기를 바란다. 인터넷상의 규약 을 모아둔 것을 RFC문서라고 한다. 

HTTP(HyperText Transfer Protocol)

(WWW 상에서 정보를 주고받을 수 있는 프로토콜이다. 주로 HTML 문서를 주고받는 데에 쓰인다.   

   

   

   

다음 글에서 괄호 안에 알맞은 용어를 채우시오.

• 통신 기능을 구현하는 프로토콜의 구조적 집합을( )이라 하며,

  국제 표준기구 ISO에서 제안한 Open Systems Interconnection(OSI) 참조 모델이 대표적이다.

  OSI 참조 모델은 7개의 계층으로 구성되는데 하위 층부터 상위 층으로 계층의 이름을 적으면

  물리계층-(데이터 링크 계층)-(네트워크 계층)-(전송 계층)-(세션 계층)- (표현 계층)- 응용 계층 순으로 적을 수 있다.

   

   

집선이란 ?

전화 교환망과 같이 다수 회선으로부터의 호출을 집약하여 그보다 적은 수의 중계선으로 전송하는 것으로 집선 장치의 입력 채널보다 출력 채널의 개수를 적게 사용한다.

   

통신 선로는

두 단말기를 연결하는 통신선로인 점 대 점 선로와 두 개 이상의 단말기가 하나의 통신선로에 연결되는 멀티드롭 선로가 있다.

   

데이터 통신 시스템에서 정보는 사람이 이해할 수 있는 상태에서 시작하여

전송선로에 보내지기 전에 문자, 숫자 도는 특수부호로 변형되고,

받는 쪽에서는 사람이 이해할 수 있는 형태, 또는 기계가 이해할 수 있는 형태로 재생된다

   

변조란 전송하려는 신호를 더욱 높은 주파수 대역의 반송신호에 싣는 과정이며,

복조는 변조되어 전달된 신호로부터 반송 신호를 제거하면 원래 전달하고자 했던 베이스밴드 신호가 남게 되며 이러한 과정을 복조라 한다.

변조는 변조되는 신호에 따라 아날로그 변조와 디지털 변조로 구분된다

   

아날로그 변조는 진폭 변조, 주파수 변조, 위상 변조로 나눌 수 있다.

디지털 변조는 진폭편이 변조(ASK), 주파수편이 변조(FSK), 위상편이 변조(PSK)로

나눌 수 있다.

   

펄스코드변조(Pulse Code Modulation; PCM)는 아날로그 신호를 디지털 신호로

바꾸는 과정으로 표본화, 양자화, 부호화로 나누어진다

   

PCM 방식은 입력되는 아날로그 신호를 (　A　)한다.

이 과정에서 얻은 PAM 펄스에 대해 (　B　)단계가 필요하며,

이 단계를 거쳐 출력되는 PCM 펄스를 디지털 신호로 변환하는 (　C　)단계가 필요하다

표본화, 양자화, 부호화 단계로 이루어 진다.

   

전송코드는 Baudot 코드, ASCII 코드, 유니코드, BCD 코드, EBCDIC 코드 등이 있다.

유니코드는 보통 16비트를, Baudot 코드는 5비트를,

EBCDIC 코드는 8비트를 정보의 표현에 사용한다.

ASCII 코드는 정보의 표현을 위해 7비트를 이용하고

별도의 패리티 비트(1비트)를 추가하여 데이터 전송의 오류를 검출한다.

Baudot 코드(5비트), ASCII 코드(7비트), 유니코드(16비트), BCD 코드(4비트)10진수를 표시하기 위해 사용(0~9) , EBCDIC 코드(8비트) 전부 정보를 위해 사용

   

ASCII 코드는 7비트의 정보와 패리티 검사를 위한 1비트로 구성된 8비트 코드이다

이 코드는 정보를 표현하기 위해 7비트를 사용하고,

보통 데이터 전송의 오류를 검사하기 위해 패리티 검사를 위해 별도의 1비트를 사용한다.

   

ASCII 문자 세트에서 32개의 제어문자가 있으며, 이들은 전송제어, 포맷제어, 장치제어, 정보분리의 기능을 하고 있다.

   

유니코드는 데이터, 프로그램, 시스템의 호환성과 확장성을 위해 국제표준으로 제정된 2바이트 국제 문자부호 체계로 애플, IBM, 마이크로소프트, 로터스 디벨로프먼트, 선마이크로시스템 등과 같은 유명한 컴퓨터 업체들이 컨소시엄을 구성하여 개발한 것이다

   

단방향 전송은 단지 한 방향으로만 정보를 전달하고자 할 때 사용된다. 정보 흐름의 방향은 채널의 끝에 있는 장치의 특성에 의해 결정된다.

반이중 전송은 정보전달의 방향이 교대로 바뀔 수 있는 전송 방식을 의미한다.

전이중 전송은 양단의 단말기가 동시에 데이터를 전송하고 받을 수 있도록 하여, 전체 시스템이 양방향의 데이터 흐름을 부여할 수 있다.

   

   

직렬전송과 병렬전송이 무엇인지 각각 설명하고 두 방식의 차이점을 간략하게 설명하시오.

병렬전송은 근거리 데이터 전송에 사용되며 부호화된 코드의 모든 비트가 동시에 전송된다.

직렬전송은 원거리 데이터 전송에 사용되고, 한 비트씩 수신되는 비트들을 문자 단위로 구분하기 위해 동기화가 필요하다.

   

   

동기식 전송 과 비 동기식 전송의 차이점을 간략하게 설명 하시오.

동기식 전송은 여러 개의 글자를 한꺼번에 전송하며, 비동기식 전송은 글자를 하나씩 전송 한다.

일반적으로 동기식 전송이 비동기식 정송보다 효율이 높다.

   

비트 동기는 송·수신측에 동일한 클록을 사용하는 방식이고 문자 동기는 비트 동기로 정확한 비트들을 검출한 다음 비트들을 그룹을 지어 원하는 문자를 구성하는 방법이다.

8.문자 동기를 위한 전송 방법은 여러 개의 글자를 한꺼번에 전송하는 동기식 전송과

글자를 하나씩 전송하는 비동기식 전송으로 구분되며, 일반적으로 동기식 전송이

비동기식 전송보다 효율이 높다.

   

   

   

   

256개의 ASCII 글자 블록의 전송에 대하여 시작 펄스와 정지 펄스를

각각 1비트씩 사용하는 비동기식 전송의 경우 최대 효율로 맞는 것은?

ASCII 글자 블록이 256개이므로 전송데이터는 2048비트임.

그리고 글자마다 2비트가 잉여로 필요하므로 실제로 전송되는 데이터는 2560비트임.

따라서 ((256×8)/(256×8＋256×2))×100 = 80% 로 계산됨

(256*8)/((256+3)*8)*100 = 98.8417	동기식
(256*8)/(256*10)*100 = 80	비동기식

   

600개의 문자(8비트)로 이루어진 데이터 블록의 전송에 대해 동기식 전송과 비동기식 전송의 효율을 계산하시오.

단, 동기식 전송의 경우 각 블록 앞에 3개의 SYN 문자를 사용하고, 비동기식 전송의 경우 각 문자에는 1개의 시작비트와

1개의 정지비트를 사용한다고 가정함.(계산과정을 반드시 적으시오)

(600*8)/((600+3)*8)*100 = 99.5025	동기식
(600*8)/(600*10)*100 = 80	비동기식

   

   

97개의 문자(8비트)로 이루어진 데이터 블록의 전송에 대해 동기식 전송과 비동기식 전송의 효율을 계산하시오.

단 동기식 전송의 경우 각 블록 앞에 3개의 SYN 문자를 사용하고, 비동기식 전송의 경우 각 문자에는 1개의 시작비트와 1개의 정지비트를 사용한다고 가정함.(계산과정을 반드시 적으시오)

(97*8)/((97+3)*8)*100 = 97	동기식
(97*8)/(97*10)*100 = 80	비동기식

   

   

   

네트워크 형태 중 4개의 기본 형태를 열거하고, 각각의 특징들을 설명하시오.

성형 네트워크 -각 단말기가 점 대 점 선로에 의하여 중앙 컴퓨터로 연결

버스형 네트워크 - 모든 단말기가 하나의 선로에 연결되어 그 선로를 공용으로 사용하지만 한순간에 하나의 단말기만이 데이터를 전송할 수 있다.

환형 네트워크 - 컴퓨터들이 환형을 이루고 있으며, 두 컴퓨터 사이에는 두 개의 경로가 있으며, 만일 하나가 고장이 나면, 다른 하나를 예비용으로 이용할 수 있다

계층형 네트워크 - 다양한 성능의 컴퓨터가 기능의 중요성과 처리 능력의 정도에 따라 구분되어 연결된 네트워크

   

   

근거리 통신망을 구성하고 확장하기 위한 주요 네트워크 장치로는

리피터, 허브, 브리지, 라우터, 게이트웨이 등이 있다.

   

네트워크 소프트웨어는 네트워크를 통해 데이터를 보내고 전송된 데이터를 받는 것을 담당하는 네트워크 애플리케이션과 통신 장비들을 운영하고 제어하기 위한 네트워크 운영체제로 구성된다.

   

• 회선 교환방식은 호스트들 간에 통신을 제공하기 위해 경로 상에 필요한 자원들을
  미리 할당하여 연결 설정 후 전용선처럼 회선을 사용하고 데이터 전송이 종료되면
  할당된 자원을 해제시킨다.
• 패킷 교환은 네트워크를 지나는 데이터 단위를 일정 길이로 제한하는 것으로서,
  이러한 일정 길이의 데이터 단위를 프레임, 블록 또는 패킷이라고 부른다.
  이러한 패킷 교환방식에는 데이터그램 방식과 가상회선 방식이 있다.
• 데이터그램 방식은 데이터 전송 전에 송·수신자 사이에 가상회선이라고 불리는
  논리적인 경로를 설정하지 않고 패킷들이 각기 독립적으로 전송되는 방식이다.
• 가상회선 방식은 데이터 전송이 이루어지기 이전에 송신자와 수신자 사이에
  논리적인 경로를 설정하고 모든 패킷을 가상회선을 통해 전송하는 방식이다.
• 메시지 교환방식은 하나의 메시지 단위로 저장 후 전송(store-and-forward) 방식에 의해 데이터를 교환하는 방식이다.
• 다중화기는 많은 단말기 사이에 통신선로의 용량을 나누어 주는 투명한 장치로서,
  시분할 다중화 방식, 주파수 분할 다중화 방식, 파장 분할 다중화 방식 등이 있다.
• 동기화는 송신자와 수신자 사이에 데이터를 송수신하는 시점을 일치시킴으로
  송·수신자가 동일한 속도로 데이터를 전송하고 수신하도록 한다.

     

  데이터 교환 방식의 비교

  데이터 교환 방식의 상대적인 성능은 노드 수, 노드위 처리속도, 시스템의 부하, 패킷 크기, 두 노드간의 교환 길이 등에 의해 결정됨

     

  대표적인 데이터 교환 방식 중 시분할 회선 교환, 메시지 교환, 패킷교환을 비교하여 설명하시오.

  회선교환 : 연결형 전송방식, 대용량 데이터 전송, 메시지 분실 가능성.

  메시지교환: 비연결형 전송 방식, 대용량 데이터 전송, 메시지 분실 가능성 없음

  전송 시간이 김.

  데이터그램 패킷 교환 : 비연결 형 전송 방식, 실시간 소용량 데이터 전송

  메시지 재구성이 필요함.

  가상회선 패킷 교환 : 연결형 전송 방식, 실시간 소용량 데이터 전송,

  메시지 재구성이 불필요함.

     

• 주소지정은 컴퓨터 통신망에서 사용자를 고유하게 식별하는 역할을 하며
  네트워크 자원의 공유를 위해 반드시 필요하다.
• 주소지정은 부 네트워크가 제공하는 서비스와도 밀접하게 연관되어 있으며,
  다양한 형태를 보이는 네트워크를 포함할 수 있도록 계층적 구조로 이루어져 있다.
• 주소지정방식은 계층구조에서 계층의 수와 부 네트워크에 의하여 제공되는 주소와
  관련된 서비스의 종류, 같은 주소를 갖는 지국의 수, 주소할당 모드에 따라 분류된다.
• 오류제어란 잡음, 고장 등의 영향에 대비하여 RER를 주어진 한계 이내로 유지하는
  통신 기능으로서 오류제어방식에는 후진오류제어 방법과 전진오류정정 방법이 있다.
• 오류제어를 위해서는 먼저 오류를 검출할 수 있어야 하는데, 단순 패리티 검사,
  2차원 패리티 검사, 검사합 검사, 순환 잉여 검사 등이 오류 검출에 사용된다.
• 패리티 검사는 각각의 문자의 비트 수를 전송 전에 검사하여 패리티 비트를 포함한
  전체 비트에서 '1'의 개수가 홀수(odd parity)나 짝수(even parity)가 되도록
  패리티 비트를 더해 주는 것이다.
  수신 측은 수신된 문자에서 '1'의 개수를 세어 홀수 또는 짝수의 여부를 확인함으로써 오류를 검출하는 방식이다.
• 블록 단위로 메시지가 전달되는 경우에는 검사합(check sum) 검사 방법과
  순환 잉여검사(Cyclic Redundancy Check, CRC) 방법이 사용되고 있다.
• 검사합 검사 방법은 송신할 데이터를 일정한 크기의 데이터 세그먼트들로 분할하고
  이들을 2진수로 간주하여 2진수 덧셈과 보수화를 통해 검사합을 만들어 세그먼트들과 함께 송신한다.
  수신 측에서는 수신된 데이터를 동일한 크기의 세그먼트로 분할하고
  세그먼트들을 2진수로 간주하여 더한 다음 1의 보수를 구했을 때 그 결과가
  0이면 오류가 없는 것이고 0이 아니면 오류가 발생한 것으로 판단한다.
• 순환 잉여검사 방법은 송신할 데이터를 다항식으로 간주하고
  표준화되어 있는 생성다항식을 이용하여 BCC(Block Check Character)를 구해
  송신할 데이터와 함께 보낸다.
  BCC는 FCS(Frame Check Sequence)라고도 부른다.
• 오류제어방식 중 후진오류제어(backward error control) 방법은
  수신 측이 오류를 검출할 수 있는 정보의 부가적인 정보를 송신 측이 전송할 프레임에 첨가해 전송하고 수신 측은 오류검출 시 재전송을 요구하는 방식이다.
  후진오류제어 방법은 수신 측에서 송신 측으로 피드백을 보낼 수 있는 역방향 채널을 이용하는 모든 오류제어 방법을 말하며, 귀환오류제어(feedback error control)라고도 하다. 귀환오류제어 방법에는 오류에 대한 결정위치에 따라 결정귀환(decision feedback), 정보귀환(information feedback), 복합귀환(combined feedback) 등과 같이 분류된다.
• 결정귀환 오류제어 방법을 ARQ(Automatic Repetition reQuest)라고 하는데,
  ARQ의 대표적인 방식으로 정지-대기 ARQ, 연속적 ARQ, 적응적 ARQ 등이 있다.
• 오류제어방식 중 전진오류정정(forward error correction) 방법은
  송신 측이 전송할 프레임에 부가적인 정보를 첨가하여 전송함으로써
  수신 측이 오류를 검출할 뿐만 아니라 정확한 정보를 수신한 비트열로부터 유추할 수 있는 방식이다.
• 전진오류정정 방법에서 수신 측이 올바른 정보를 찾아내도록 해밍(Hamming) 코드,
  리드-뮬러(Reed-Muller) 코드, 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 코드 등을 사용한다.

     

     

     

     

  오류제어 방법 중 ARQ(Automatic Repetition Request)방법에 관하여 설명하시오.

  오류 검출의 위치가 수신측에 있으며, ARQ의 대표적인 방식으로 정지-대기 ARQ, 연속적 ARQ, 적응적 ARQ 등이 있다.

     

  홀수 패리티를 이용하는 데이터 전송에서 다음 그림과 같이 문자 4개를 전송하는데 b7이 패리티 비트이다.

     

  

     

  1) 가, 나, 다, 라를 순서대로 적으시오.

  0,1,1,1

  2) 홀수 패리티를 이용하는 LRC 8비트를 a,b,c,d,e,f,g,h 순으로 적으시오.

  1.1,1,0,1,0,1,0

     

  짝수 패러티를 이용하는 경우

  1,0,0,0

  1,0,0,1,0,1,0,1

     

     

• 흐름 제어는 송신 측에서 발생하는 블록의 개수와 통신 매체, 그리고 수신 측에 들어오는 블록의 개수 등을 조절하여 부 네트워크(sub network)의 내부 환경과 관계없이 통신망의 성능을 유지 하는 것으로 네 가지 원칙은 속도 조절, 거부, 단일승낙, 다중승낙이다.
• 거부의 경우, 수신 측은 블록의 수신을 거부하거나 지금은 블록을 받아들일 수 없음을
  송신 측에 통보한다. 대표적인 방법으로는 stop-and-go 방법이 있다.
• 단일승낙의 경우는 계속된 거부(permanent)가 진행되다가 이 거부가 해제되는 경우
  단일 블록 전송에 대한 승낙의 형태를 취한 것으로 매번 송신 허락을 받아야 한다.
  대표적인 방법으로는 wait-and-before 방법이 있다.
• 다중승낙은 정해진 개수의 블록만 송신 가능한 것으로 수신 측에 보낼 수 있는
  블록의 개수는 고정되거나 변할 수도 있다.
  대표적인 방법으로는 슬라이딩 윈도우(sliding window) 방법이 있다.
• 혼잡 현상은 전송 데이터의 급격한 증가로 인하여 통신망에 과부하가 발생하고
  데이터 전송속도가 급감하거나 완전히 전송불가 상태가 되는 경우로
  버퍼 혼잡, 노드 혼잡, 국부 혼잡, 전체 혼잡 순으로 발생 될 수 있다.
• 혼잡 제어는 허가증을 이용하여 전송량을 제한하는 방법이나 어떤 패킷을 버림으로
  부 네트워크 내의 부하를 감소하는 방법, 경로 선택 방법을 이용한 국부적 전송량의 재분배하는 방법이 있다.
• 라우팅은 데이터 블록이 목적 노드로 전달되도록 출발 노드에서 목적 노드까지의 경로를 결정하는 기능으로 네트워크 성능 최적화와 임계값의 유지, 네트워크 혼잡 방지,
  네트워크 전송 신뢰도 증대를 목적으로 한다.
• 라우팅 방법은 비적응적 방법과 적응적 방법으로 구분된다.
  비적응적 방법에는 랜덤 라우팅, 플러딩 라우팅, 고정 라우팅(단일 라우팅, 이중 라우팅, 다중 라우팅) 등이 있으며, 적응적 방법에는 국부 라우팅(핫-포테이토 라우팅, 국부지연 평가에 의한 라우팅), 분산형 라우팅, 델타 라우팅, 중앙집중형 라우팅 등이 있다

     

출처: http://nitw.tistory.com/160 [작은IT세상]