Data Communications and Networking 2E - Forouzan
데이터 통신과 네트워킹 - 요약
■ 제01장 - 서론 ■
■ 데이터 통신이란 전송매체를 통해 데이터를 한 장치에서 다른 장치로 전송하는 것이다.
■ 데이터 통신 시스템은 데이터를 정확하게, 적시에, 그리고 정확한 목적지로 전송해야 한다.
■ 데이터 통신 시스템의 다섯 가지 기본요소는 메세지, 송신자, 수신자, 매체, 그리고 프로토콜이다.
■ 네트워크는 정보장치의 공유를 허용한다.
■ 네트워크는 하나의 작업을 여러 대의 컴퓨터가 분담하는 분산처리에 사용된다.
■ 네트워크는 성능, 신뢰성, 보안성으로 평가된다.
■ 프로토콜은 데이터 통신을 통제하는 규칙들의 모임으로, 프로토콜의 주된 요소는 구문, 의미, 타이밍
이다.
■ 표준은 서로 다른 제조업체에 의해 만들어진 제품이 함께 작동하기 위해 반드시 필요하다.
■ ISO, ITU-T, ANSI, IEEE, EIA, 텔코디아(벨코어)는 표준기구들이다.
■ 협의회는 신기술을 시험 평가하고, 표준화하기 위해 여러 기업의 대표들로 구성된다.
■ 주요 협의회에는 프레임 중계 협의회, ATM 협의회, 인터넷 협회, 인터넷 공학 전문팀 등이 있다.
■ FCC는 라디오, 텔레비젼, 유선통신을 통제하는 법규기관이다.
■ 제02장 - 기본 개념 ■
■ 회선구성은 통신선로와 통신장치 간의 관계이다.
■ 점 대 점 회선구성에서는 2개의 장치가 전용 링크로 연결되어 있다.
■ 다중점 회선구성에서는 3개 이상의 장치가 하나의 링크를 공유한다.
■ 접속형태는 네트워크의 물리적 논리적 배치를 말하는 것으로, 그물형, 스타형, 트리형, 버스형, 링형
및 혼합형 접속형태가 있다.
■ 두 장치 간의 전송방식에는 단방향, 반이중, 전이중 방식의 세 가지가 있다.
■ 단방향 전송은 데이터가 오직 한 방향으로만 흐름을 의미한다.
■ 반이중 전송에서는 양방향 데이터 전송이 가능하긴 하지만 동시에 이루어지지는 않는다.
■ 전이중 전송에서는 동시에 양방향으로 데이터 전송이 가능하다.
■ 네트워크는 근거리통신망(LAN), 도시통신망(MAN), 광역통신망(WAN)으로 분류된다.
■ LAN은 건물, 공장, 학교 혹은 가까운 건물 사이의 데이터 통신 시스템이다.
■ MAN은 읍이나 시 크기의 지역을 연결한 데이터 통신 시스템이다.
■ WAN은 주나 도시 혹은 전세계를 연결하는 데이터 통신 시스템이다.
■ 인터넷(internet)이란 네트워크 간의 네트워크이다.
■ 제03장 - OSI 모델 ■
■ 국제표준기구(ISO)는 서로 다른 시스템 간의 통신을 허용하기 위해, 개방시스템상호연결(OSI)이라는
모델을 만들었다.
■ 7계층 OSI 모델은 호환성 있는 구조, 하드웨어, 소프트웨어의 개발을 위한 지침을 제공한다.
■ 물리층, 데이터 링크층, 네트워크층은 네트워크 지원계층이다.
■ 세션층, 표현층, 응용층은 사용자 지원계층이다.
■ 전송층은 네트워크 지원계층과 사용자 지원계층을 연결해준다.
■ 물리층은 물리적인 매체를 통해 비트 스트림을 전송하기 위해 요구되는 기능을 조정한다.
■ 데이터 링크층은 하나의 국에서 다른 국까지 오류없는 데이터 전송에 대한 책임을 갖는다.
■ 네트워크층은 다중 네트워크 링크를 통해 발신지에서 목적지까지 패킷 전달에 대한 책임을 갖는다.
■ 전송층은 발신지에서 목적지까지 전체 메세지 전달에 대한 책임을 갖는다.
■ 세션층은 통신하는 장치들 간에 상호대화를 설정, 관리, 그리고 동기화한다.
■ 표현층은 데이터를 서로 호환될 수 있는 형식으로 변환시켜 통신장치 간의 상호운용성을 보장해준다.
■ 응용층은 사용자가 네트워크에 접근할 수 있도록 해준다.
■ TCP/IP는 OSI 모델 이전에 개발된 5개의 계층으로 된 구조를 갖는 프로토콜 모임이고, 인터넷에서 사
용되는 프로토콜이다.
■ 제04장 - 신호 ■
■ 정보가 네트워크를 통해 전송되기 위해서는 전자기 신호로 변환되어야 한다.
■ 정보와 신호는 아날로그(연속적인 값)나 디지털(이산적인 값)이 될 수 있다.
■ 신호의 패턴이 연속적으로 반복된다면 주기적이라고 한다.
■ 주기신호는 정현파의 집합으로 분해될 수 있다.
■ 각 정현파는 다음에 의해 특징지어질 수 있다.
■ 진폭 : 그 파의 순간적 높이
■ 주파수 : 매초당 완성되는 사이클의 수
■ 위상 : 시간축을 따른 파의 이동
■ 주파수와 주기는 서로 역이다.
■ 시간영역 그래프는 진폭을 시간의 함수로 나타낸다.
■ 주파수영역 그래프는 주파수에 대한 각 정현파의 최대진폭을 그린다.
■ 신호의 대역폭은 신호가 점령한 주파수의 범위이다. 대역폭은 최대주파수 요소와 최소주파수 요소의
차이에 의해 결정된다.
■ 신호의 스펙트럼은 신호를 구성하는 정현파들로 구성되어 있다.
■ 비트율(매초당 비트수)과 비트간격(한 비트의 존속기간)은 디지털 신호를 기술하는 데 쓰이는 용어이
다.
■ 디지털 신호는 무한개의 정현파(조파)로 분해될 수 있다.
■ 디지털 신호의 주요 스펙트럼은 해당 신호의 스펙트럼 중 일부로서, 원본 신호를 적절히 재생할 수 있
는 부분이다.
■ 신호의 비트율(매체용량)은 전송매체가 전송할 수 있는 매체의 대역폭에 정비례한다.
■ 제05장 - 부호화 ■
■ 전환에는 다음 네 가지 형식이 있다.
■ 디지털 대 디지털
■ 아날로그 대 디지털
■ 디지털 대 아날로그
■ 아날로그 대 아날로그
■ 디지털 대 디지털 부호화의 범주는 다음을 포함한다.
■ 단극형 : 한 가지 전압준위가 사용된다.
■ 극형 : 두 가지 전압준위가 사용된다. 이것의 변형으로 다음과 같은 것들이 있다.
■ NRZ(noreturn to zero)
■ NRZ-L(noreturn to zero, level)
■ NRZ-I(noreturn to zero, invert)
■ RZ(return to zero)
■ Biphase : 맨체스터와 차분 맨체스터
■ 양극형 : 양전압과 음전압의 교차에 의해 1이 표현된다.
■ AMI(alternate mask inversion)
■ B8ZS(bipolar 8-zero substitution)
■ HDB3(high-density bipolar 3)
■ 아날로그 대 디지털 전환은 PCM(pulse code modulation)에 의해 이루어진다.
■ PCM은 채집을 하고, 채집한 값을 정해진 수의 비트로 정량화하며, 그 비트들에 전압준위를 할당한다.
■ 나이퀴스트 정리에 의하면 표본채집률은 최소한 최고 주파수의 두 배가 되어야 한다.
■ 디지털 대 아날로그 부호화는 다음을 사용해서 이루어진다.
■ ASK(진폭편이변조) : 반송파신호의 진폭을 변형
■ FSK(주파수편이변조) : 반송파신호의 주파수를 변형
■ PSK(위상편이변조) : 반송파신호의 위상을 변형
■ QAM(구상진폭변조) : 반송파신호의 위상과 진폭을 변형
■ QAM은 다른 디지털 대 디지털 부호화보다 높은 데이터 전송률을 지닌다.
■ 보오율과 비트율은 같은 의미가 아니다. 비트율은 초당 전송되는 비트의 수이며, 보오율은 초당 전송
되는 신호단위의 수이다. 한 신호단위는 하나 이상의 비트를 표현할 수 있다.
■ ASK와 PSK의 최소요구대역폭은 보오율이다.
■ FSK 변조의 최소요구대역폭(BW)은 fc1 - fc0 + Nbaud이다. (fc1은 비트 1의 주파수이고, fc0은 비트 0
의 주파수이며, Nbaud는 보오율이다)
■ 아날로그 대 아날로그 변조는 다음을 사용해서 구현될 수 있다.
■ AM(진폭변조)
■ FM(주파수변조)
■ PM(위상변조)
■ AM에서 반송파의 진폭은 변조되는 파형의 진폭의 함수이다.
■ FM에서 반송파의 주파수는 변조되는 파형의 진폭의 함수이다.
■ AM 라디오에서 변조된 신호의 대역폭은 변조신호 대역폭의 2배가 되어야 한다.
■ FM 라디오에서 변조된 신호의 대역폭은 변조신호 대역폭의 10배가 되어야 한다.
■ PM에서 반송파신호의 위상은 변조되는 신호의 진폭의 함수이다.
■ 제06장 - 디지털 데이터 전송 : 인터페이스와 모뎀 ■
■ 디지털 전송은 병렬방식이거나 직렬방식일 수 있다.
■ 병렬전송에서는 각 비트를 서로 다른 회선에 올려 일단의 비트를 동시에 보낸다.
■ 직렬전송에서는 1개의 회선만을 사용하여 각 비트를 순차적으로 보낸다.
■ 직렬전송은 동기적이거나 비동기적일 수 있다.
■ 비동기 직렬전송에서 각 바이트(8개의 비트 모임)는 시작비트와 정지비트를 붙여 프레임으로 만들어진
다. 각 바이트 사이에는 일정하지 않은 길이의 간격이 있을 수 있다.
■ 동기 직렬전송에서 비트들은 시작비트나 정지비트 및 바이트 사이의 간격도 없이 연속적인 흐름으로
전송된다. 의미있는 바이트로 비트를 재편성하는 것은 수신자의 책임이다.
■ DTE(데이터 단말장치)는 2진 디지털 데이터의 발신지이거나 목적지이다.
■ DCE(데이터 회선종단장치)는 DTE로부터 데이터를 받아 네트워크 전송에 적합한 형태로 바꾼다. 그 역
의 변환도 수행할 수 있다.
■ DTE-DCE 인터페이스는 기계적, 전기적, 기능적 특성에 의해 정의된다.
■ EIA-232 표준은 각각의 핀이 특정한 기능을 가진 25핀 커넥터(DB-25)로 구성된, 광범위하게 사용되는
DTE-DCE 인터페이스를 정의한다. 기능은 접지, 데이터 제어, 타이밍, 예비, 비할당의 범주로 분류할 수
있다.
■ EIA-449 표준은 EIA-232 표준에 비해 더 좋은 데이터 전송률과 거리용량을 제공한다.
■ EIA-449는 1차 채널에 사용되는 37핀 커넥터(DB-37)를 규정하며, 2차 채널은 고유한 9핀 커넥터를 가
지고 있다.
■ DB-37 핀은 범주 I(EIA-232와 호환되는 핀)과 범주 II(EIA-232와 호환되지 않는 새로운 핀)로 구분된
다.
■ EIA-449의 전기적 규격은 표준 RS-423와 RS-422에 의해 정의된다.
■ RS-422는 신호의 전파를 위해 두 회선을 사용하는 균형회로이다. 잡음에 의한 신호의 손상은 RS-423보
다 RS-422에서 덜하다.
■ X.21은 데이터 핀을 통해 제어정보를 보냄으로써 인터페이스의 많은 제어 핀을 없앤다.
■ 공 모뎀은 네트워크나 변조가 필요하지 않으며, 근접해 있으면서 서로 호환성이 있는 2개의 DTE를 연
결한다.
■ 모뎀은 신호를 변조하거나 복조하는 DCE이다.
■ 모뎀은 ASK, FSK, PSK, QAM 변조를 사용해 디지털 신호를 아날로그 신호로 바꾼다.
■ 전송회선의 물리적 특성은 회선을 통해 전송할 수 있는 신호의 주파수를 제한한다.
■ 보통의 전화회선은 데이터 통신을 위해 600Hz에서 3000Hz 사이의 주파수를 사용한다. 이는 2400Hz의
대역폭을 필요로 한다.
■ ASK 변조는 특별히 잡음에 민감하다.
■ 2개의 반송주파수를 사용하기 때문에 FSK 변조는 ASK와 PSK보다 더 많은 대역폭을 필요로 한다.
■ PSK와 QAM 변조는 ASK에 비해 비해 다음의 두 가지 장점을 가진다.
■ 잡음에 대해 그만큼 민감하지 않다.
■ 각 신호변화로 한 비트 이상을 나타낼 수 있다.
■ 오늘날 흔히 쓰이는 모뎀은 구형 벨 모뎀의 성능을 능가하며 ITU-T에 의해 정의된 표준(V 계열)에 기
반을 둔다.
■ 격자 코딩은 오류율을 낮추기 위해 잉여정보를 사용하는 기술이다.
■ 지능형 모뎀은 변조와 복조 이외에도 추가적인 기능을 수행하기 위한 소프트웨어를 포함한다.
■ 56K 모뎀은 비대칭적이다. 다운로드시 56Kbps의 데이터 전송률을 갖고, 데이터를 보낼 때는 33.6Kbps
의 전송률을 갖는다.
■ 케이블 TV에 사용되는 동축 케이블은 고객에게 데이터 통신을 위한 높은 대역폭(그러므로 높은 데이터
전송률을 갖는다)을 가진 매체를 제공할 수 있다.
■ 제07장 - 전송매체 ■
■ 신호는 경로를 따라 송신기로부터 수신기로 이동한다. 이 경로는 매체라고도 불리며, 유도매체 혹은
비유도매체일 수 있다.
■ 유도매체는 물리적 경계 안에 포함되는 반면, 비유도매체는 경계가 없다.
■ 가장 널리 쓰이는 종류의 유도매체는 다음과 같다.
■ 꼬임쌍선 케이블(금속성)
■ 동축 케이블(금속성)
■ 광 케이블(유리나 플라스틱)
■ 꼬임쌍선 케이블은 서로 꼬인 두 절연된 구리전선으로 구성된다. 전선을 꼬게 되면 각 전선이 대략 서
로 동일한 정도의 잡음환경을 갖게 된다.
■ 차폐 꼬임쌍선 케이블은 금속박이나 망사형 피복으로 싸인 절연된 꼬임쌍선 케이블로 구성된다.
■ 동축 케이블은 다음의 계층으로 구성된다.(가운데로부터 바깥쪽을 향한 순서임)
■ 금속막대형 내부도선
■ 막대를 감싸는 절연체
■ 금속성 외부도선(차폐)
■ 차폐를 감싸는 절연체
■ 플라스틱 피복
■ 꼬임쌍선 케이블이나 동축 케이블은 모두 전류의 형태로 데이터를 전송한다.
■ 광섬유 케이블은 피복으로 둘러싸인 유리 또는 플라스틱의 내부 중심부로 구성되고, 전체는 외부 재킷
으로 감싸진다.
■ 광섬유는 빛의 형태로 데이터 신호를 운반한다. 신호는 반사에 의해 내부 중심부를 따라 전파된다.
■ 광섬유의 전송은 잡음에 대한 저항력, 낮은 감쇠, 높은 대역폭 용량 때문에 점차 널리 사용되고 있다.
■ 광섬유에서 신호전파는 다중모드(하나의 광원으로부터 나오는 여러개의 광선) 또는 단읾드(하나의 광
원으로부터 나오는 본질적으로 하나의 광선)일 수 있다.
■ 다중모드 단계지수 전파에서 중심부 밀도는 일정하고 광선은 중심부와 피복 사이의 경계면에서 갑자기
방향을 바꾼다.
■ 다중모드 등급지수 전파에서 중심부 밀도는 가운데로부터 멀어질수록 감소한다. 이것이 광선을 곡선으
로 만든다.
■ 무선파는 데이터를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 파는 비유도매체를 사용하고 보통은 공기를
통해 전파된다.
■ 규제당국은 무선통신을 위해 전자기 스펙트럼을 나누어 각각의 용도를 정의했다.
■ 무선파 전파는 주파수에 의존하는데, 다섯 종류의 전파방식이 있다.
■ 지표면 전파
■ 대류권 전파
■ 전리층 전파
■ 가시선 전파
■ 우주공간 전파
■ VLF와 LF는 지표면 전파를 사용한다. 이러한 전파는 지구외곽을 따라 전파된다.
■ MF는 전송기로부터 수신기로 직접 가시선 전파를 통해서나 전리층을 상한선으로 하는 반사를 통해 대
류권에서 전파된다.
■ HF는 전리층으로 보내져서 대류권으로 다시 반사되어 돌아온다.
■ VHF와 UHF는 가시선 전파를 사용한다. 즉, 전송기와 수신기는 그들 사이에 탁 트인 경로가 있어야 한
다. 가시선 안에서의 어떠한 높은 건물이나 언덕도 허용되지 않는다.
■ 지상 마이크로파는 데이터 전송을 위해 가시선 전파를 사용한다.
■ 중계기는 마이크로파가 이동할 수 있는 거리를 증가시키기 위해 사용된다.
■ 포물선 접시 안테나와 혼 안테나는 전송과 수신에 사용된다.
■ 위성통신은 신호를 중계하기 위하여 정지궤도상에 있는 위성을 사용한다. 정확한 간격을 유지한 3개의
위성으로 구성된 시스템으로 지구 대부분을 감당할 수 있다.
■ 정지궤도는 적도면의 위, 즉 지구로부터 대략 22,000마일 상공에 위치한다.
■ 셀 방식 전화는 이동통신을 가능하게 한다.
■ 셀 방식 시스템은 이동전화, 셀, MTSO, 중앙전화국으로 구성된다.
■ 감쇠, 일그러짐, 잡음은 신호를 손상시킬 수 있다.
■ 감쇠는 매체의 저항으로 인한 신호의 에너지 손실이다.
■ 데시벨은 2개의 다른 점에서 2개의 신호나 1개의 신호의 상대적 길이를 측정한다.
■ 일그러짐은 신호가 만들어지는 각 주파수의 전파속도가 달라서 신호가 변화하는 것이다.
■ 잡음은 신호가 변한 외부 에너지이다.
■ 처리량, 전파속도, 전파시간으로 전송매체를 평가할 수 있다.
■ 주파수의 파장은 전파의 속도를 주파수로 나눈 것으로 정의된다.
■ 샤논 용량은 채널에서 이론적으로 최대의 데이터 전송률을 구하는 공식이다.
■ 매체의 적합성을 계산할 때 고려해야 하는 다섯 가지 요소는 가격, 처리량, 감쇠, EMI 그리고 보안이
다.
■ 제08장 - 다중화 ■
■ 다중화란 단일 데이터 링크를 통해 복수의 신호를 동시에 전송하는 것이다.
■ 다중화의 두 가지 형식은 FDM(주파수분할다중화)와 TDM(시분할다중화)이다.
■ FDM에서는 각 신호가 서로 다른 반송파 주파수를 변조한다. 변조된 반송파는 새로운 신호를 형성하도
록 합성되어 링크로 전송된다.
■ FDM에서 다중화기는 신호를 변조하고 합성하는 반면, 다중복구기는 신호를 분해하고 다중화를 복구한
다.
■ FDM에서 보호대역은 변조된 신호들이 서로 중복되어 간섭을 일으키지 않도록 지켜준다.
■ TDM에서 n개의 장치로부터 나온 디지털 신호들이 번갈아가며 끼워넣어져서 데이터 프레임(비트, 바이
트, 또는 기타 데이터의 단위로)을 형성한다.
■ TDM은 동기식 또는 비동기식(통계적)으로 구분할 수 있다.
■ 동기 TDM에서 각 프레임은 각 장치에 최소 1개의 시간틈새가 할당되어 있다. 각 장치가 자신의 데이터
를 프레임에 보내는 순서는 바뀌지 않는다. 장치가 보낼 데이터가 없으면 자신의 시간틈새는 빈 채로 보
내진다.
■ 동기 TDM에서 동기화를 위해 각 프레임의 앞에 1개의 비트를 추가하기도 한다.
■ 비동기 TDM에서 프레임의 시간틈새의 순서는 그 순간 어느 장치가 보낼 데이터를 가지고 있는지에 따
라 좌우된다.
■ 비동기 TDM은 각 시간틈새에 장치주소를 추가한다.
■ 역다중화는 1개의 고속회선에서부터 오는 데이터 흐름을 여러 개의 낮은 속도의 회선으로 나눈다.
■ 전화 서비스는 아날로그 또는 디지털이 될 수 있다.
■ 아날로그 교환 서비스에는 전화 걸기, 교환, 그리고 임시전담 링크가 필요하다.
■ 아날로그 전용선 서비스는 두 고객 사이의 영구적인 전용 링크로서 전화 걸기가 필요치 않다.
■ 전화회사는 더 효율적인 전송을 위해 음성 채널들을 계속적으로 더 큰 그룹들로 합하는 데 다중화를
사용한다.
■ 교환식/56 서비스는 아날로그 교환회선의 디지털 버젼이다. 56Kbps의 데이터 속도를 내기 위해서는 ■
DSU(디지털 서비스 장치)가 필요하다.
■ DDS(디지털 데이터 서비스)는 아날로그 전용선의 디지털 버젼이다. DDS도 DSU가 필요하다.
■ DS(디지털 신호)는 TDM 신호의 계층구조이다.
■ T 회선(T-1에서 T-4)은 DS 서비스를 구축한 것이다. 1개의 T-1 회선은 24개의 음성 채널로 되어 있다.
■ 분할 T 서비스는 몇몇 가입자들이 자신들의 신호를 다중화하여 1개의 회선을 공유할 수 있도록 해준다
.
■ T 회선은 북미에서 사용되며, 유럽에서는 E 회선이라는 변형을 표준으로 삼고 있다.
■ DSL(디지털 가입자회선)은 데이터, 소리, 영상, 멀티미디어의 고속전송을 이루기 위해 현존하는 전기
통신 네트워크를 사용하는 기술이다.
■ DSL 계열은 ADSL, RADSL, HDSL, SDSL, VDSL을 포함한다.
■ ADSL의 하향 스트림 대역폭은 상향 스트림 대역폭의 4.5배이다.
■ ADSL은 운송자 없는 증폭/위상(CAP) 또는 이산다중음색(DMT)의 변조기법을 사용한다.
■ WDM(파분할다중화)는 FDM과 유사한 개념이다. 그렇지만 신호는 광파로 다중화된다.
■ 케이블 TV와 전화 네트워크는 필요한 광섬유의 양을 줄이기 위해 FTTC를 사용한다.
■ 이중다산음색 기법은 QAM과 FDM의 요소를 결합하고 결과적으로 하향 스트림 방향에 대해 더 큰 대역폭
을 갖는다.
■ 제09장 - 오류검출과 오류정정 ■
■ 전송오류는 보통 OSI 모델의 물리층에서 검출된다.
■ 전송오류는 보통 OSI 모델의 데이터 링크층에서 정정된다.
■ 오류는 다음과 같은 범주로 나눌 수 있다.
■ 단일비트 오류 : 데이터 단위당 하나의 비트 오류
■ 폭주오류 : 데이터 단위당 2개 이상의 연속적인 비트 오류
■ 중복은 오류검출에 이용하기 위해 여분의 비트들을 전송하는 개념이다.
■ 오류검출을 위한 일반적인 네가지 방법은 다음과 같다.
■ VRC(수직중복검사)
■ LRC(세로중복검사)
■ CRC(순환중복검사)
■ 검사합
■ VRC에서는 여분 비트(퍠리티비트)가 데이터 단위에 추가된다.
■ VRC는 홀수개의 오류만을 검출할 수 있고 짝수개의 오류는 검출할 수 없다.
■ LRC에서 중복 데이터 단위는 n개의 데이터 단위 뒤에 온다.
■ CRC는 가장 강력한 중복검사기법으로, 2진 나눗셈을 기본으로 한다.
■ 검사합은 오류검출을 위해 상위계층 프로토콜(TCP/IP)에 의해 사용된다.
■ 검사합을 계산하기 위해서는,
■ 데이터를 섹션으로 나눈다.
■ 1의 보수를 이용하여 섹션들을 더한다.
■ 마지막 합계의 보수를 취하면 이것이 검사합이 된다.
■ 수신기에서 검사합 방법을 이용할 때 어떤 오류도 존재하지 않는다면 데이터와 검사합의 덧셈의 결과
는 -0이 되어야 한다.
■ 해밍코드는 중복비트를 이용한 단일비트 오류정정의 방법이다. 이 비트의 수는 데이터 비트들의 길이
의 함수이다.
■ 해밍 코드 깁버에서 m 비트의 데이터 단위의 경우 필요한 중복비트 수인 r을 결정하는 데에 공식 2r
>= m + r + 1 을 이용할 수 있다.
■ 제10장 - 데이터 링크 제어 ■
■ OSI 모델의 두번째 계층인 데이터 링크층은 회선원칙, 흐름제어와 오류제어의 세 가지 주요한 기능을
가진다.
■ 회선원칙은 링크상의 장치(송신기 또는 수신기) 상태를 설정한다.
■ ENQ/ACK는 점 대 점 연결에서 이용되는 회선원칙이다.
■ ENQ/ACK를 이용하는 수신장치는 데이터를 받을 준비가 되어 있다면 ACK로 응답하고, 준비가 되어 있지
않으면 NAK로 응답한다.
■ 폴/선택은 회선원칙의 방식이다. 주장치는 항상 폴 프레임이나 선택(SEL) 프레임과의 통신을 초기화한
다.
■ 폴 프레임은 종장치가 보낼 데이터를 가지고 있는지를 알아보기 위해 주장치에 의해 종장치로 보내진
다. 종장치는 NAK(보낼 데이터가 없는 경우)나 데이터 프레임으로 응답한다.
■ SEL 프레임은 종장치에게 데이터를 받을 준비를 하도록 알리기 위해 주장치에서 종장치로 보내진다.
종장치는 ACK나 NAK로 응답한다.
■ 흐름제어는 수신기의 버퍼가 데이터에 의해 압도되지 않도록 하기 위한 데이터 전송의조절이다.
■ 흐름제어의 두 가지 주요 방식은 다음과 같다.
■ 정지-대기
■ 슬라이딩 윈도우
■ 정지-대기 흐름제어에서 각 프레임은 다음 프레임이 보내지기 전에 수신기에 의해 확인응답되어야 한
다.
■ 슬라이딩 윈도우 흐름제어에서, 데이터를 보내는 것은 송신기에 의해 수신되는 확인응답에 따라 확장
되고 축소되는 가상의 윈도우에 의해 제한된다. 마찬가지로, 데이터를 받는 것도 수신되는 데이터에 따라
확장되고 축소되는 가상의 윈도우에 의해 제한된다.
■ 오류제어 또는 손실되거나 손상된 데이터 및 확인응답을 처리하는 방법은 단순히 데이터를 재전송하는
것이다.
■ 데이터의 재전송은 ARQ(자동반복요청)에 의해 초기화된다.
■ ARQ를 요구하는 세 가지의 오류는 손상된 프레임, 손실된 프레임 및 손실된 확인응답이다.
■ 오류제어를 처리하기 위해 사용되는 방법은 흐름제어방법에 따라 결정된다.
■ 정지-대기 흐름제어를 위해 정지-대기 ARQ가 사용된다.
■ 슬라이딩 윈도우 흐름제어를 위해서는 n 프레임 후퇴 또는 선택적 거부 ARQ가 사용된다.
■ 정지-대기 ARQ에서 확인응답되지 않은 프레임은 재전송된다.
■ n 프레임 후퇴 ARQ에서는 후속 프레임이 제대로 도착했더라도 확인응답되지 않은 프레임부터 재전송되
고, 중복된 프레임은 폐기된다.
■ 선택적 거부 ARQ에서는 확인응답되지 않은 프레임만 재전송된다.
■ 제11장 - 데이터 링크 프로토콜 ■
■ 데이터 통신에서의 프로토콜은 OSI 모델의 하나 이상의 계층을 구현하는 데 사용되는 일련의 규격(a
group of specifications)이다.
■ 데이터 링크 프로토콜은 동기식과 비동기식으로 분류될 수 있다.
■ XMODEM, YMODEM, ZMODEM, BLAST와 Kermit과 같은 비동기 프로토콜들은 파일 전송에 사용된다.
■ 동기 프로토콜은 다음과 같이 두 그룹으로 분류된다.
■ 문자중심 프로토콜
■ 비트중심 프로토콜
■ 문자중심 프로토콜에서 프레임은 문자들의 연속으로 해석된다.
■ 비트중심 프로토콜에서 각 비트 또는 비트 그룹이 의미를 가진다.
■ BSC(2진동기통신)은 가장 널리 알려진 문자중심 프로토콜이다.
■ BSC는 점 대 점 또는 다중점 링크 구성에서 정지-대기 ARQ를 사용하는 반이중 방식으로 동작한다.
■ BSC 프레임에는 다음 두 가지 종류가 있다.
■ 제어 프레임
■ 데이터 프레임
■ 제어 프레임은 다음과 같은 기능을 수행한다.
■ 연결을 만든다.
■ 흐름과 오류를 제어한다.
■ 연결을 끊는다.
■ 데이터 필드(data field)에서 BSC 제어문자를 닮은 비트 패턴은 제어문자로 인식되어서는 안되며, 반
드시 투명성(transparency)을 지니도록 만들어져야 한다.
■ BSC에서의 데이터 투명성은 바이트 채우기(byte stuffing)라는 과정에 이해 달성된다.
■ 바이트 채우기는 다음과 같은 사항과 관련된다.
■ 투명한 영역의 경계설정
■ (투명한 영역 내에서) 매 DLE 문자 앞에 DLE 문자의 추가
■ 모든 비트중심 프로토콜은 HDLC(high-level data link control 고급 데이터 링크 제어)와 관계가 있다
.
■ HDLC는 점 대 점 또는 다중점 링크 구성에서 반이중 또는 전이중 방식으로 동작한다.
■ HDLC 지국들은 다음과 같이 분류된다.
■ 주국 : 명령(commands)을 전송함
■ 종국 : 응답(response)을 전송함
■ 조합국 : 명령과 응답을 전송합
■ HDLC 지국들은 다음과 같은 구성을 가질 수 있다.
■ 불균형 : 하나의 주국과 하나 이상의 종국
■ 대칭 : 주국에서 종국으로 바꿀 수 있는 능력을 가진 2개의 물리적인 지국
■ 균형 : 동등한 상태를 가진 2개의 조합국
■ HDLC 지국들은 다음 세 가지 중 하나의 모드로 통신한다.
■ NRM(정규응답모드) : 종국은 전송을 하기 위해 주국의 허락을 필요로 한다.
■ ARM(비동기응답모드) : 종국은 전송을 위한 주국의 허락을 필요로 하지 않는다.
■ ABM(비동기균형모드) : 어느 조합국도 전송을 시작할 수 있다.
■ HDLC 프로토콜은 다음과 같은 세 가지 종류의 프레임을 정의한다.
■ I-프레임(정보 프레임) : 데이터 전송 및 제어용
■ S-프레임(감시 프레임) : 제어용
■ U-프레임(무번호 프레임) : 제어 및 관리용
■ HDLC는 0 뒤에 연속 5개의 1이 나타날 때마다 0 하나를 더함으로써 데이터 투명성을 지닌다. 이러한
방식을 비트 채우기(bit stuffzing)라 한다.
■ 제12장 - 근거리통신망 ■
■ IEEE 프로젝트 802의 목적은 서로 다른 회사에서 만들어진 LAN들이 호환될 수 있도록 표준을 정하는
데 있다.
■ 프로젝트 802는 데이터 링크층을 2개의 부계층으로 세분화했다.
■ LLC(logical link control 논리링크제어)
■ MAC(media access control 매체접근제어)
■ LLC는 상위 부계층으로 모든 LAN에 대해 동일하다. LLC 기능은 흐름제어, 오류검출을 포함한다. 상위
계층으로부터 논리주소, 제어정보, 그리고 데이터를 받아 PDU(protocol data unit 프로토콜 데이터 단위)
라는 패킷을 만든다.
■ MAC 부계층은 특정 LAN의 데이터 링크 작업을 처리한다.
■ MAC 부계층은 제조회사와 LAN 유형에 따라 다르다.
■ 프로젝트 802에서 규정한 LAN은 다음과 같다.
■ 802.3(이더넷)
■ 802.4(토큰 버스)
■ 802.5(토큰 링)
■ CSMA/CD는 다음과 같이 동작한다 : 지국은 회선의 사용 여부를 확인하기 위해 청취(listen)할 수 있다
. 그 결과 회선이 사용 중이 아니면 데이터를 전송할 수 있다. 만약 충돌이 발생하면 전송을 멈추고, 위
와 같은 작업을 반복한다.
■ 교환 이더넷, 고속 이더넷, 그리고 기가비트 이더넷은 향상된 성능과 데이터율을 가지는 이더넷이다.
■ 교환 이더넷에서 전송을 목적지로만 방향지정할 수 있는 교환기는 허브를 대신 할 수 있다.
■ 고속 이더넷에서 데이터율은 100Mbps까지 증가되었지만 충돌영역은 20미터로 줄어들었다.
■ 고속 이더넷은 매체종류, 케이블의 수, 충돌영역, 그리고 부호화방법에 따라 네 가지 구현방법을 가진
다.
■ 공장자동화와 프로세스 제어에서 이용되는 토큰 버스(IEEE 802.4)는 이더넷과 토큰링의 특성을 결합시
킨 것이다.
■ 토큰 링(IEEE 802.5)은 전송개시방법으로서 토큰 전달을 이용한다.
■ 토큰 링의 교환기는 MAU(다중국접속장치)에 포함될 수 있다.
■ 토큰 링에서 토큰이라 불리는 프레임을 확보한 지국은 하나의 데이터 프레임을 보낼 수 있다.
■ 토큰 링에서 프레임은 목적지에 도달할 때까지 각 노드에서 재생성되면서 노드에서 노드로 이동한다.
■ FDDI(광분산 데이터 인터페이스)는 매체로서 광섬유를 사용하고 데이터율이 100Mbps인 LAN 프로토콜이
다.
■ FDDI는 데이터 전송을 위한 1차 링과, 1차 링에 문제가 발생했을 때 이를 대체하기 위한 2차 링으로
구성된다.
■ MIC(매체 인터페이스 연결자)는 이중 FDDI 링을 노드에 연결하는 장치이다.
■ DAS(이중연결국)은 2개의 MIC를 가지는 노드이다.
■ SAS(단일연결국)은 하나의 MIC를 가지는 노드이다. SAS는 DAC(이중연결집중국)을 통해 FDDI 링에 연결
되어야만 한다.
■ FDDI는 물리층과 데이터 링크층에 대해 규정한 프로토콜이다.
■ FDDI의 데이터 링크층은 LLC 부계층과 MAC 부계층으로 구성된다. 전자는 IEEE 프로젝트 802.2에서 규
정한 것과 유사하고, 후자는 토큰 링 프로토콜(802.5)의 것과 유사하다.
■ 물리층에서, FDDI는 4비트를 5비트로 전환하는 4B/5B 부호화를 사용한다.
■ 4B/5B는 FDDI 프로토콜에서 3개 이상의 0을 가진 데이터열을 전송할 수 없게 한다. 또한, 이것은
NRZ-I 부호화에서 0으로 된 긴 문자열 때문에 발생하는 비트 동기화 문제를 처리한다.
■ FDDI 프로토콜에서 토큰의 확보는 3개의 시간값과 2개의 타이머에 의해 조절된다.
■ 제13장 - 도시통신망 ■
■ DQDB(distributed queue dual bus 분산 큐 이중 버스)는 2개의 단방향 버스를 사용한다. 각 버스는 서
로 반대 방향으로 데이터를 전송한다.
■ DQDB에서 데이터 전송은 빈 슬롯을 확보하여 그 슬롯에 데이터를 삽입함으로써 이루어진다.
■ 모든 지국은 데이터를 하향 스트림 방향으로만 전송할 수 있다. 슬롯 예약은 다른 버스(상향 스트림)
를 통해 이루어진다.
■ FIFO(first-in, first-out) 큐를 통해 각 지국은 데이터를 보내는 데 균등한 기회를 가진다.
■ DQDB는 물리층과 MAC 부계층에서 동작한다.
■ DQDB는 링형 접속형태로 구현될 수 있다.
■ MAC 부계층에서 5바이트 헤더가 48바이트 페이로드에 추가된다.
■ 물리층에서 프로토콜은 전자장치, 매체, 데이터 전송률을 규정한다.
■ SMDS(switched multimegabit data services 교환 다중메가비트 데이터 서비스)는 MAN에서 고속통신을
제공하는 패킷교환 데이터그램 서비스이다.
■ SMDS는 다음 사용자에게 좋은 선택이 될 수 있다.
■ 교환식/56이나 DDS보다 높은 데이터 전송률이 필요하다.
■ 링크를 하루종일 사용하지 않는다.
■ SMDS로의 접근은 SMDS 인터페이스 프로토콜(SIP)을 통해 조절된다.
■ SMDS는 매체접근을 위해 DQDB를 이용한다.
■ 제14장 - 교환 ■
■ 교환은 여러 통신장치를 효율적으로 연결하는 방법이다.
■ 교환기는 임시적으로 장치들을 연결하는 중계자적 역할을 하는 하드웨어이거나 소프트웨어이다.
■ 회선교환, 패킷교환과 메세지교환의 세 종류의 기본적인 교환방식이 있다.
■ 회선교환에서, 하나의 장치로부터의 패킷은 목적지로 전용 링크를 따라 운반된다. 공간분할과 (또는)
시분할교환기가 사용될 수 있다.
■ 공간분할교환기에서, 한 장치에서 다음 장치로의 각 경로는 공간적으로 분리되어 있다.
■ 크로스바는 가장 일반적인 공간분할교환기이다. n x m 교차점을 경유하여 n개의 입력을 m개의 출력에
연결한다.
■ 다단교환기는 필요한 교차점의 수를 줄일 수 있지만, 차단현상을 발생시킬 수 있다.
■ 차단은 모든 입력이 모든 출력에 각각의 유일한 경로를 가지고 있지 않을 때 발생한다.
■ 시분할교환기에서 입력은 시간상에서 구분되며 TDM을 이용한다. 제어단위는 입력을 알맞은 출력장치에
보낸다.
■ 시간간격교환과 TDM 버스는 시분할교환기의 두 예이다.
■ 공간분할교환기와 시분할교환기는 결합될 수 있다.
■ PSTN은 회선교환망의 한 예이다.
■ 패킷교환은 일반적으로 비음성통신에서 회선교환보다 효율적이다.
■ 패킷교환에는 데이터그램과 가상회선의 두 가지 방식이 있다.
■ 데이터그램 접근방식에서 데이터그램이라 불리는 각각의 패킷들은 독립적으로 취급된다.
■ 가상회선방식에서 한 메세지 또는 세션의 모든 패킷은 정확히 같은 경로를 따른다. 가상회선 접근방식
에는 SVC(교환가상회선)과 PVC(영구가상회선)의 두 가지 형태가 있다.
■ 축적전송으로 알려진 메세지교환에서 노드는 메세지에 대한 수신, 저장, 송신의 과정을 수행한다.
■ 회선교환에서 한 메세지의 다른 세그먼트들은 전용경로를 이용하는 반면, 패킷교환상의 가상접근에서
세그먼트들은 만들어진 경로를 따라 이동하고 이들 링크는 다른 연결에 의해 공유될 수 있다.
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