[정보통신망] 컴퓨터 통신

통신

• 한 점으로부터 다른 점으로 어떤 정보(데이터 또는 메시지)의 전달

통신의 3대 요소

• 정보원
• 전송매체
• 수신체

분산 시스템

• 컴퓨터 자원을 공유하고 분산시켜 작업을 처리하는 시스템
• 강연결 분산시스템과 약연결 분산시스템이 있다.

거리에 따른 분산 시스템의 분류

구분	분산 시스템의 예	처리기 거리	처리기 범위
강연결 분산 시스템	데이터 흐름 기계 , 멀티프로세서	짧음	회로기판, 컴퓨터 시스템
약연결 분산 시스템	Local Area Network(LAN)	소규모	방, 건물, 마을
	Metropolitan Area Network(MAN)	중규모	나라
	Wide Area Network(WAN)	대규모	대륙

데이터 통신망

• 컴퓨터 시스템에 의한 데이터 전송 기술과 망 기술이 융합된 개념
• 컴퓨터 통신망, 정보통신망이라고도 부름
• 약연결 분산시스템

데이터 통신망의 구성요소

구성요소	설명
서버	데이터 통신망에서 특정 서비스를 제공해주는 컴퓨터
클라이언트	서비스를 받고자 하는 컴퓨터 또는 단말
전송 매체	데이터 통신망에서 서버 및 클라이언트를 상호 연결시키고 데이터 전송이 가능하도록 하기 위해 사용하는 장비
네트워킹 장치	서버와 클라이언트를 데이터 통신망에 연결시키기 위해 필요한 연결 장치
프로토콜	서버와 클라이언트가 통신하기 위해 미리 정해 놓은 규칙
애플리케이션	데이터 통신망을 통해 서버가 클라이언트에게 제공하는 서비스 또는 그것을 위한 프로그램

데이터 통신 시스템의 구성

• 단말 장치: DTE(Data Terminal Equipment)
• 데이터 전송회선: 신호변환장치(ex. Modem, DSU), 통신회선
• 통신제어장치: CCE(Comunication Control Equipment), CCP

통신 소프트웨어

데이터 전송회선과 통신제어장치를 이용하여 컴퓨터와 단말장치 사이에서 정보를 송수신하기 위한 프로그램

통신 소프트웨어의 조건

• 수시로 입력을 받을 수 있어야 함
• 다양한 데이터를 처리할 수 있어야 함
  • 동시에 다수의 이용자의 업무 처리가 가능해야 함
• 신속한 응답
• 비동기 처리

통신 프로토콜

• 통신을 원하는 두 개체 간에 무엇을, 어떻게, 언제 통신할 것인지 서로 정한 규약
• 프로토콜의 주요 요소
  • 구문(syntax): 데이터 형식이나 신호 수준 등을 포함
  • 의미(semantic): 전송의 조정, 오류 관리를 위한 제어정보를 포함
  • 타이밍(timing): 전송 속도 및 전송 순서 조정 등을 포함

Computer Network Architecture

• 통신 기능을 구현하는 프로토콜의 구조적 집합
• IBM, SNA(System Network Architecture)
• DEC, DNA(Digital Network Architecture)
• OSI(Open Systems Interconnection)
  • 7계층 참조 모델

변조 (Modulation)

• 전송 신호를 높은 주파수 대역의 반송파 신호에 싣는 과정

아날로그 변조

• 진폭 변조
• 주파수 변조
• 위상 변조

디지털 변조

• 진폭변이 변조
• 주파수편이 변조
• 위상편이 변조

펄스 (Pulse)

• 매우 짧은 시간 동안 진행되는 네모꼴의 전자기 파형
• 펄스의 3대 요소: 진폭, 위치, 폭

펄스 코드 변조

• 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 과정
• 3가지 과정을 따름
  • 표본화(sampling) 과정
  • 양자화(quantization) 과정
  • 부호화(encoding) 과정

Nyquist의 sampling 이론

신호는 그 신호에 포함된 가장 높은 주파수의 2배에 해당하는 빈도로 샘플링하면 원래 신호로 복원할 수 있다.

전송 코드

Baudot 코드

• Murray code
• 텔레그래프 코드
• CCITT Alphabet No.2 (International Alphabet No.2)
• 5비트를 사용하여 32개의 문자를 표현할 수 있음

ASCII 코드

• American Standard Code for Information Interchange (미국 정보 교환 표준 부호)
• CCITT Alphabet No.5 (International Alphabet No.5)
• ISO Seven-Bit Coded Character Set
• 7비트를 사용하여 128개의 문자를 표현할 수 있음

패리티 비트

• 전송 오류 제어를 위한 비트
• ASCII 코드 비트 앞에 패리티 비트를 붙여서 사용 (총 8비트)
• 홀수 패리티, 짝수 패리티 방식이 있음

BCD 코드

• Binary Coded Decimal
• 컴퓨터 내부 코드
• 이진 코드로 표현된 10진수
• 각 숫자를 4비트씩 끊어서 생성
  • ex) 5 => 0101, 9 => 1001, 159 => 0001 0101 1001

EBCDIC 코드

• Extended BCD Interchange Code
• 8비트를 사용하여 256개의 문자를 표현할 수 있음
• IBM 컴퓨터 내부에서만 사용했던 코드

유니코드 (unicode)

• ISO/IEC Universal Multi-Octet Coded Character Set
• 처음에는 2바이트(16비트)계 만국 공통 국제 문자 코드 (현재는 4바이트계)
• 26개 언어의 문자 및 특수 기호 포함 (현재는 159개 언어)

전송 방식

전송 방향

단방향 전송

• simplex transmission
• 정보의 전달 방향이 한 방향인 데이터 전송 방식
• ex) 라디오와 텔레비전, 키보드와 모니터, 일방통행

반이중 전송

• half-duplex transmission
• 정보의 전달 방향이 교대로 이루어지는 데이터 전송 방식
• 각 방향별로 통신 채널이 필요하므로 2개의 통신 채널 사용
• 정보 흐름의 방향을 바꾸기 위해 일정량의 시간이 필요
• ex) 무전기

전이중 전송

• full-duplex transmission
• 동시에 양방향 모두 전송이 가능한 데이터 전송 방식
• ex) 전화기, 채팅

전송 모드

병렬 전송

• parallel transmission
• 부호화된 코드의 모든 비트가 동시에 전송됨
• 근거리 데이터 전송

직렬 전송

• serial transmission
• 부호화된 코드의 비트가 하나의 채널을 따라 차례로 전송됨
• 원거리 데이터 전송
• 전송 수단으로 가장 많이 사용됨

전송 동기

비트 동기

• 송수신측에 동일한 클록 사용
• 비트 검출 위치는 각 비트의 중앙

문자 동기

• 비트 동기로 정확한 비트들을 검출한 다음 비트들을 그룹지어 원하는 문자를 구성하는 방법
• 문자의 비트 수와 전송 속도를 알면 정확하게 비트들을 세어서 각 문자를 구성함
• 어떤 비트가 문자의 첫 번째인지 결정하는 문제
• 동기식 전송과 비동기식 전송이 있음

동기식 전송

• Synchronous Transmission
• 데이터 블록을 한꺼번에 전송
• 데이터 앞에 전송 제어 문자 “SYN”을 붙여서 보냄
  • 오동기를 막기 위해 “SYN”을 복수 개 붙여서 보냄

비동기식 전송

• Asynchronous Transmission
• 한 문자씩 전송하며, 문자 사이에는 특별한 시간적 제약이 없음
• 시작 펄스를 이용하여 문자의 첫 번째 비트 검출
• 정지 펄스를 이용하여 문자의 끝 비트 검출

전송 효율

비동기식 전송은 문자 전송 사이에 시간이 걸리므로 동기식 전송보다 전송 효율이 낮다.

동기식 전송 효율

1000개의 ASCII 문자 블록의 전송 효율 (블록 앞에 “SYN”를 3개 사용했다고 가정)

• 총 전송 비트 수 : (1000+3) x 8비트 = 8024비트
• 전송 비트 수: 1000 x 8비트 = 8000비트
• 전송 효율: 8000/8024 x 100 = 99.70%

비동기식 전송 효율

1000개의 ASCII 문자 블록의 전송 효율 (각 글자마다 오버헤드 비트 2개 사용(시작 펄스 1개, 정지 펄스 1개))

• 총 전송 비트 수 : 1000 x 10비트 = 10000비트
• 전송 비트 수: 1000 x 10비트 = 8000비트
• 전송 효율: 8000/10000 x 100 = 80%