정보처리기능사 - 18. 정보 통신망

망의 구성 형태

통신망(Communication Network)의 개요

정보를 전달하기 위해서 통신 규약에 의해 연결한 통신 설비의 집합

망의 구성 형태

성형(Star, 중앙 집중형)

성형(Star, 중앙 집중형)

• 중앙에 중앙 컴퓨터가 있고, 이를 중심으로 단말장치들이 포인트 투 포인트(Point-To-Point) 방식으로 연결하는 중앙 집중식 형태
• 각 단말장치들은 중앙 컴퓨터를 통하여 데이터를 교환

링형(Ring, 루프형)

링형(Ring, 루프형)

• 컴퓨터와 단말장치들이 서로 이웃하는 것끼리 포인트 투 포인트(Point-To-Point) 방식으로 연결시킨 형태
• 분산 및 집중 제어가 가능하지만 단말장치의 추가/제거와 기밀 보호가 어려움

버스형(Bus)

버스형(Bus)

• 한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말장치가 연결된 형태
• 물리적 구조가 간단하여 단말장치의 추가와 제거가 용의하지만 통신 회선의 길이 제한이 있고 기밀 보장이 어려움 

계층형(Tree, 분산형)

계층형(Tree, 분산형)

• 중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말장치까지는 하나의 통신 회선으로 연결되고, 이웃하는 단망장치는 일정 지역 내에 설치된 중간 단말장치로부터 다시 연결시키는 형태
• 분산 처리 시스템을 구성하는 방식

망형(Mesh)

망형(Mesh)

• 모든 지점의 컴퓨터와 단말장치를 서로 연결한 형태
• 노드의 연결성이 높기 때문에 많은 단말장치로부터 많은 양의 통신을 필요로 하는 경우에 유리
• 모든 노드를 망형으로 연결하면 노드의 수가 n개일때, n(n-1)/2개의 회선이 필요

분산 처리 시스템

• 지역적으로 분산된 여러 대의 컴퓨터를 연결하여 작업을 분담하여 처리하는 방식
• 신속하고 효율적으로 처리할 수 있고 네트워크 확장 및 다양한 입력 방식의 채택이 용이
• 자원의 공유가 가능하며, 장애(고장) 발생 시 장애가 발생한 노드에만 국한
• 신뢰성은 높으나 보안성에 취약

네트워크 관련 장비

• 허브(Hub): 한 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치, 각 회선을 통합적으로 관리하며 신호 증폭 기능을 하는 히피터의 역할도 포함
• 리피터(Repeater): 전송되는 신호가 여러 요인으로 인해 왜곡되거나 약해질 경우 원래의 신호 형태로 다시 전송하는 역할을 수행
  • 디지털 신호의 장거리 전송을 위해 전송 신호를 새로 재생, 전압을 높여주는 물리적 계층의 기능을 수행
• 브리지(Bridge): LAN과 LAN을 연결하거나 LAN 안에서의 컴퓨터 그룹(세그먼트)을 연결하는 기능을 수행
• 라우터(Router): 브리지와 같이 LAN과 LAN의 연결 기능에 데이터 전송의 최적 경로를 선택할 수 있는 기능이 추가된 것, 서로 다른 LAN이나 LAN과 WAN의 연결도 수행
  • 인터넷에서 패킷의 경로 설정 역할 수행
• 게이트웨이(Gateway): 프로토콜 구조가 전혀 다른 네트워크의 연결을 수행, 데이터 형식 변환, 주소 변환, 프로토콜 변환 등을 수행

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정보 교환망

회선 교환망(Circuit Switched Network)

• 통신을 원하는 두 지점을 교환기를 이용하여 물리적으로 접속시키는 방식(대표적으로 음성 전화망)
• 데이터 전송 전에 먼저 통신망을 통한 연결 필요, 접속 후 그 통신 회선은 전용 회선에 의한 통신처럼 데이터가 전달(고정 대역 전송)
• 접속에는 긴 시간이 소요되나 접속되면 전송 지연이 거의 없어 실시간 전송이 가능

전용 회선(Leased Line)

• 송수신 간에 통신 회선이 항상 고정되어 있는 방식
• 연결방식에는 송수신측을 일대일 독립적으로 연결하는 포인트 투 포인트(Point-To-Point) 방식(직통 회선), 하나의 공유된 통신 회선에 여러 대의 단말기들을 연결하는 멀티 드롭(Multi Drop, 멀티 포인트) 방식이 존재
• 전송 속도가 빠르고 전송 오류가 적으며 사용 방법이 간단하고 유지보수에 유리하여 업무 적용이 쉬움 
• 전송할 데이터의 양이 많고 회선의 사용 시간이 많을 때 효율적

메시지 교환망(Message Switched Network)

• 교환기가 송신 측의 메시지를 받아서 저장한 후 전송 경로를 결정하고, 수신 주소를 붙여서 전송 순서가 되면 수신 측으로 전송
• 전송 메시지는 교환기의 기억장치에 일정 기간 동안 저장되어 검색이 가능하고 전송량이 폭수하는 경우에도 혼란 상태를 피할 수 있음
• 같은 내용의 메시지를 여러 곳에 전송 가능하며 송신 측과 수신 측이 동시에 운영 상태에 있지 않아도 됨
• 전송 지연 시간이 매우 길며, 응답 시간이 느려 대화형 데이터 전송이나 방송망에는 부적절

패킷 교환망(Packet Switched Network)

• 메시지를 일정한 길이의 패킷으로 잘라서 전송하는 방식
• 패킷은 장애 발생 시의 재전송을 위해 패킷 교환기에 일지 저장되었다가 전송되며 전송 후 폐기
• 전송 시 교환기, 회선 등에 장애가 발생해도 다른 정상적인 경로를 선택하여 우회 가능
• 수신 측에서 분할된 패킷을 재조립해야 하고 전송 속도와 코드 변환이 가능
• 하나의 회선을 여러 사용자가 공유할 수 있으므로 회선 이용률 높음
• 응답 시간이 빠르므로 대화형 응용 가능하고 통신량의 제어를 통한 망의 안정성 향상 가능
• 음성(아날로그) 전송보다 데이터 교환망을 통한 데이터(디지털) 전송에 적합

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정보 통신망

정보 통신망의 개요

• 통신 설비와 컴퓨터 및 그 조직의 이용기술을 활용하여 정보를 처리, 보관하거나 전송하는 조직망
• 지리적으로 분산된 여러 컴퓨터가 특정 목적을 가지고 결합한 형태
• 망의 규모나 운영 목적에 따라 LAN, VAN, ISDN, 위성 통신망, 이동 통신망으로 구분

LAN(Local Area Network, 근거리 통신망)

• 광대역 통신망과는 달리 한 건물이나 일정 지역 내에서 컴퓨터나 단말장치들을 고속 전송 회선으로 연결하여 공유가 가능한 네트워크 형태
• 단일 기관의 소유, 제한된 지역 내의 통신으로, 외부 통신망의 제약을 받지 않고 네트워크 확장이나 재배치가 쉬움
• 오류 발생률이 낮으며, 네트워크에 포함된 자원 공유 가능
• 공유 매체를 사용하므로 경로 선택 없이 매체에 연결된 모든 장치로 데이터를 전송 가능
• 꼬임선, 동축 케이블, 광섬유 케이블 등 광대역 전송 매체 사용으로 고속 통신이 가능
• 망의 구성 형태에 따라서 성형, 버스형, 링형, 계층형(트리형)으로 분류(그물형 X)

CSMA(Carrier Sence, Multile Access) / CD(Collision Detection) 방식

• LAN의 매체 접근 제어(MAC: Media Access Control) 방식의 하나로 데이터 프레임을 송신하기 전에 통신 회선이 사용중이면 대기, 사용 중이 아니라면 데이터 프레임을 송신하는 방식
• 송신 도중 충돌이 발생하면 송신을 중지하고, 모든 노드에 충동을 알린 후 일정 시간이 지난 다음 데이터를 재송신, 지연 시간을 예측하기 어려움
• 전송량이 많아지면 충돌이 잦아져 채널의 이용률이 떨어지고 전송 지연 시간이 급격히 증가
• 알고리즘(처리 기법)과 장애 처리가 간단하여 구현이 용이하고 노드 장애가 시스템 전체에 영향을 주지 않음
• 성형 또는 버스형 LAN과 제록스(XEROX), DEC, 인텔 등에 의해 개발된 이더넷(Ethernet)에서 사용되는 방식

LAN의 확장형

정보화의 확산으로 LAN의 제한된 영역을 넘어 원거리 또는 다른 네트워크의 데이터 교환이 필요하여 확장형으로 구분

• MAN(Metropolitan Area Network, 도시형 통신망)
  • 약 50km 반경 이내의 도시, 번화가, 대단위 아파트 단지 등을 대상으로 구성하는 통신망
  • LAN과 WAN의 단점을 해소하기 위한 통신망
• WAN(Wide Area Network, 광역 통신망)
  • 일반적으로 제 3자에 의해 제공 되고 운영되는 공중망(Public Network)
  • LAN이 여러 개 모여서 그들 간에 고속 전송이 가능한 전용 회선으로 연결된 광역 통신망
  • 가까운 거리에 있는 시스템 간에도 호스트 컴퓨터를 거쳐 비용 낭비 및 능률 저하 발생

VAN(Value Added Network, 부가 가치 통신망)

• 기간 통신 사업자로부터 통신 회선을 임대하여 하나의 사설망을 구축하고 정보의 축적, 가공, 변환 처리 후 불특정 다수를 대상으로 부가 가치가 높은 서비스를 제공하는 통신망

ISDM(Integrated Service Digital Network, 종합 정보 통신망)

• 음성, 문자, 화상 등의 다양한 서비스를 하나의(단일) 디지털 통신망으로 통합하여 제공
• 통신 방식 및 전송로가 모두 디지털 방식으로 고속 통신이 가능하며, 확장성과 재배치성이 좋음
• 64Kbps 1회선 교환 서비스가 기본
• 통신망의 교환 접속 기능에는 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식이 있음
• B 채널: 채널 속도 64Kbps로 사용자 데이터 채널(디지털 데이터, 디지털 음성)로 사용
• D 채널: 채널 속도 16, 64Kbps로 회선 제어 신호 전송이나 패킷 교환 또는 저용량의 데이터 전송에 사용
• H 채널: 채널 속도 384Kbps(H0 채널), 1,536Kbps(H11 채널), 1,920Kbps(H12채널)

ADSL(비대칭 디지털 가입자 회선, Asymmetric Digital Subscriber Line)

• 기존 전화선을 이용해 주파수가 서로 다른 음성 데이터(저주파)와 디지털 데이터(고주파)를 함께 보내는 방식
• 한 전화선으로 일반 전화 통신과 데이터 통신을 모두 처리 가능
• 전화국과 가정이 1대 1로 연결된 것으로, 고속 데이터 통신이 가능
• 다운로드 속도가 업로드 속도보다 빠름(비대칭)

위성 통신망(Satellite Transmission)

• 지상에서 쏘아 올린 마이크로 주파수를 통신 위성을 통해 변환, 증폭한 후 다른 주파수로 지상에 송신하는 방식
• 3 ~ 30GHz의 극초단파(SHF: Super High Frequency)의 주파수 대역 사용
• 지구 적도면 상공에서 약 35,800Km 높이의 정지 궤도 상에 위치(정지 위성)하여 지구의 자전 속도로 운행
• 대역폭이 넓어 고속, 대용량 통신이 가능하며 오류율이 적어 고품질의 정보 전송 가능, 통신 비용 저렴
• 데이터 전송 시 반드시 통신 위성을 거쳐야 하므로 전송 지연 시간이 길고 사용 주파수가 높아질수록 기상 현상에 의한 신호의 감쇠가 심함
• 수신용 안테나만 있으며 누구나 통신 내용을 수신할 수 있는 방송망 형태이므로 보안성에 취약

이동 통신망

• 무선 매체와 이동성(Mobility)을 전제로 하여 사용자가 언제, 어디서, 누구에게나 정보를 송수신할 수 있도록 하는 것
• 통신 내용에는 음성뿐만 아니라 신호, 데이터, 화상 정보 등을 모두 포함

다중 접속 방식

• FDMA(주파수 분할 다중 접속, Frequency Division Multiple Access)
  • 주파수 대역을 일정 간격으로 나누어 여러 사용자가 각기 주어진 주파수 대역에 채널을 설정하는 방식
• TDMA(시분할 다중 접속, Time Division Multiple Access)
  • 주파수의 시간폭을 여러 개로 나누어서 각 시간폭에 대해 채널을 설정하는 방식
• CDMA(코드 분할 다중 접속, Code Division Multiple Access)
  • FDMA와 TDMA의 혼합 방식으로, 여러 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 서로 다른 코드를 부여한 신호를 확산하여 보내고 수신 쪽에서는 동일한 코드의 데이터만을 골라 원래 신호로 재생하는 방식

PCS(Personal Communication Service, 개인 휴대 통신) 시스템

• 셀룰러 시스템과 마찬가지로 셀 방식을 채택하고 CDMA 방식의 디지털 무선 접속 방식을 사용
• PCS와 기존의 디지털 셀룰러 이동 전화의 차이점은 주파수 대역이 다름(PCS 시스템: 1.8GHz, 셀룰러 시스템: 800MHz)
• PCS 시스템은 높은 주파수를 사용하므로 감쇠가 심하고, 전파의 도달 거;리가 짧아 기지국의 설치 간격이 좁아짐
• 현재 통화 품질은 셀룰러나 PCS 모두 비슷하지만, 산악지대나 장애물이 많은 곳에서는 셀룰러의 통화 품질이 더 좋음

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인터넷

인터넷(Internet)의 개요

• TCP/IP 프로토콜을 기반으로 하여 전 세계 수많은 컴퓨터와 네트워크들이 연결된 광범위한 컴퓨터 통신망
• 유닉스 운영체제 기반으로 통신망과 컴퓨터가 있는 곳이라면 시간과 장소를 구애받지 않고 정보 교환 가능
• 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터는 고유한 IP 주소를 가지며 서로 연결하기 위해서 브리지, 라우터, 게이트웨이를 사용

인트라넷과 엑스트라넷

• 인트라넷(Intranet): 인터넷 기술을 기업 내 정보 시스템에 적용한 것(전자 우편 시스템, 전자결재 시스템 등)
• 엑스트라넷(Extranet): 기업과 기업 간에 인트라넷을 서로 연결하여 회사와 관련 있는 기업체와의 원활한 통신을 위해 인트라넷의 이용 범위를 확대한 것

인터넷의 주소 체계

• IP 주소(Internet Protocol Address): 인터넷에 연결된 모든 컴퓨터의 자원을 구분하기 위한 고유한 주소
• 숫자로 8비트씩 4부분, 총 32비트(IPv4)로 구성되어 있으며, 각 부분은 점( . )으로 구분
• IP 주소는 네트워크 부분의 길이에 따라 A클래스에서 E클래스까지 총 5단계로 구성

IPv6

• 현재 사용하고 있는 IP 주소 체계인 IPv4의 주소 부족 문제를 해결하기 위해 사용(16비트씩 8부분, 총 128비트)
• 주소의 각 부분은 4자리의 16진수를 클론( ; )으로 구분하여 표현
• IPv4와 호환 가능하며, IPv4에 비하여 자료 전송 속도가 빠르고 주소의 확장성, 융통성, 연동성이 높음

도메인 네임(Domain Name)

• 숫자로 된 IP 주소를 사람이 이해하기 쉬운 문자 형태로 표현한 것
• 호스트 컴퓨터명, 소속 기관 이름, 소속 기관의 종류, 소속 국가명 순으로 구성
• DNS를 사용하여 도메인 네임을 컴퓨터가 이해할 수 있는 IP 주소로 변환
• ex) www(호스트 컴퓨터명).tistory(소속 기관 이름).co(소속 기관 종류).kr(소속 국가)
  • 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 상위 도메인을 의미

레지스터	전 세계		KISA(국내)
	미국(최상위 도메인)	기타 국가(상위 도메인)
상업기관	com	co	초등학교	es.kr
교육기관	edu	ac	중학교	ms.kr
네트워크 관련 기관	net	ne	고등학교	hs.kr
비영리(기타) 기관	org	or	전문대 이상 대학/대학원	ac.kr
정부기관	gov	go	개인	pe.kr
연구기관	re		특수학교	sc.kr
군사기관	mil
국제기관	int

URL(Uniform Resource Locater)

인터넷상에 존재하는 각종 자원이 있는 위치를 나타내는 표준 주소 체계

인터넷 서비스

TCP/IP의 응용 계층에서 제공

WWW(World Wide Web)

• 텍스트, 그림, 동영상, 음성 등 인터넷에 존재하는 다양한 정보를 거미줄처럼 연결한 종합 정보 서비스
• HTTP 프로토콜을 사용하는 하이퍼텍스트 기반

전자 우편(E-Mail)

• 인터넷을 통해 다른 사람과 편지뿐만 아니라 그림, 동영상 등 다양항 형식의 데이터를 주고받을 수 있는 서비스
• 사용되는 프로토콜에는 SMTP(메일 전송), POP3(메일 수신), MIME(멀티미디어 확인)이 있음

FTP(File Transfer Protocol, 파일 전송 프로토콜)

• 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 인터넷 사이에서 파일을 주고 받을 수 있는 원격 파일 전송 프로토콜

텔넷(Telnet, 원격 접속)

• 멀리 떨어져 있는 컴퓨터에 접속하여 자신의 컴퓨터처럼 사용할 수 있는 서비스
• 프로그램을 실행하는 등 시스템 관리 작업을 할 수 있는 가상의 터미널(Vitual Terminal) 기능 수행

아키(Archie)

• FTP 서버의 리스트와 파일의 정보를 쉽게 검색할 수 있도록 하는 서비스

고퍼(Gopher)

• 메뉴 방식을 이용해 손쉽게 정보 검색을 할 수 있는 서비스

유즈넷(USENET)

• 분야별로 공통의 관심사를 가진 인터넷 사용자들이 서로의 의견을 주고받을 수 있는 서비스

정보 검색

웹 브라우저(Web Browser)

• 웹 서버와 HTTP 프로토콜로 통신하여 사용자가 요구한 홈페이지에 접근할 수 있는 프로그램
• 플러그인 프로그램을 설치하여 동영상이나 소리 등의 다양한 멀티미디어 데이터 처리 가능하고 전자 우편 송수신, HTML 문서 편집, 다양한 문서 검색 가능

검색 엔진(Search Engine)

• WWW에 존재하는 정보를 쉽게 검색할 수 있는 도구(프로그램)로, 특정 웹 사이트에서 제공
• 정보를 미리 수집하여 이를 체계적으로 데이터베이스에 저장하여 사용자가 원하는 정보 검색 가능
• 동작하는 방식에 따라 주제별 검색 엔진, 키워드 검색 엔진, 메타 검색 엔진으로 구분
• 검색 엔진의 연산자
  • AND(&, 그리고): 두 단어가 동시에 포함된 정보만을 검색
  • OR(+, 또는): 두 개의 단어 중 하나라도 포함된 정보를 검색
  • NOT: 해당 단어를 포함하고 있는 정보는 제외하고 검색
  • NEAR: 단어의 순서를 무시하고, 인접한 거리에 있는 정보를 검색
  • 연산 순위는 NEAR -> NOT -> AND -> OR
  • AND, OR, NOT는 부울 연산자