정보통신의 개념
▶ 정보통신의 정의
기계와 기계간의 전기적 회선을 통해 정보를 송수신하는 시스템
▶ 용어정리
System : 규칙에 따라 능동적으로 동작하는 환경
Interface : 시스템과 시스템을 연결하기 위한 표준적인 접근 방식, 표준화되고 통합되려는 특징이있다. ex) USB 3.0
Transmission : 데이터를 왜곡없이 보내기 위한 동작방식
Protocol : 시스템간 데이터를 송수신 하기 위한 규칙
Server : 서비스를 해주는 시스템 Ex) web server,
Client : 서비스를 받는 시스템
통신시스템의 구성
▶ 통신 시스템의 분류
정보 전송 시스템 : 데이터를 전송 한다.
정보 처리 시스템 : 데이터를 처리/가공 한다.
통신시스템의 구성도 (실무 x 개념 o)
DTE(Data Terminal Equipement) : 디지털 데이터를 입출력하는 단말장치
DCE (Data Communication Equipment) : 데이터 회선 종단 장치, 데이터 회선 종단 장치, DTE를 망에 연결하는 장치, 일반적으로 Modern역할을 함.
CCU (Communication Control Unit) : 데이터 전송에 필요한 각종제어를 모두 담당하며 일반적으로 DCE와 DTE사이에 위치.
Modem : 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환 하는 기술 (DAC), 기간 통신망이 아날로그 망인 경우 필요 (현재 안씀)
→ DAC : Digital 신호를 Analog 신호로 바꿔주는 장치 (Modem)
DSU : 데이터를 망에 적합한 신호로 변환하는 장비, 망 대 망 전송시 필요
※ 실제 존재하는게 아니라 개념이라는것.
데이터전송
▶ 아날로그 신호와 디지털 신호
아날로그 신호 : 연속적으로 변하는 신호, 내성이있다, 효율적이지 않다. 느리다.
디지털 신호 : 미리 정해진 전압만 있는 신호
변조 : 신호를 멀리까지 왜곡없이 전소하기 위해 신호의 진폭, 주파수 위상등을 바꾸는 기법
· 아날로그 변조 : AM, FM, PM
1. 진폭 변조(AM) : 시작부터 강한 진폭을 주어 신호를 전소하는 기법. 데이터를 멀리 보내는 목적
2. 주파수 변조(FM) : 주파수를 증가시켜 신호를 전소하는 기법. 데이터를 멀리 보내는 목적
3. 위상 변조 (PM) : 위상을 변조시켜 데이터를 전소하는 기법. 더 많은 데이터를 보내는데 목적이있다.
· 디지털 변조 : ASK, FSK, PSK, QAM
1. ASK (진폭 편이 변조)
2. FSK (주파수 편이 변조) - 현대에서는 이미 주파수가 많이 때문에 쓰지 않는다.
3. PSK (위상(각도 위치) 편이 변조)
4. QAM (직교 진폭 변조) (ASK + PSK) : 진폭과 위상을 변환-조정 하여 데이터를 전송하는 변조 방식이다.
· 전송모드
· 직렬 전송 : 한개의 통신 선로에서 하나의 논리적 전송 스트림
· 병렬 전송 : 한개의 통신 선로에서 다수의 논리적 전송 스트림 (시간차)
· 전송방향
- simplex : 단방향 전송
- Half Duplex : 반이중 전송, 무전기
- Full Duplex : 전이중 전송
▶ 동기식 전송
상대방이 누군지 알고, 제어 프로토콜이 존재
Ex) TCP, 은행업무
상대방과 자신이 맞춰야할 규칙이 있다.
Ex) 시간 동기, 제어 동기
장점 : 수신자와 데이터의 신뢰성이 높다.
단점 : 복잡하며 오버헤드가 많다.
※ 상대방이 누군지 아나 제어프로토콜이 존재하지 않다면 비동기식 전송이다.
▶ 비동기식 전송
상대방이 누군지 모름, 제어 프로토콜 부재
Ex) UDP, TV(동영상),
장점 : 심플하고 속도가 빠르다.
단점 : 제어 요소가 없기 때문에 신뢰성이 낮다.
▶ ASCII 의 전송제어문자 (정산기 출제 개념)
• SOH : Start of Header, 헤더의 시작
• STX : Start of text, 본문의 시작
• ETX : End of text, 본문의 종료
• ENQ : ENQuiry, 링크설정 요청(상대의 응답을 요청)
• ACK : ACKnowledge, 긍정응답 "오케이"
• NAK : Negative AcKnowledge, 부정응답 (재전송요구) "다시보내"
• SYN : SYNnchronous idle, 동기 "좋아, 동기화 통신을 시작해보자"
• ETB : End of Transmission Block, 전송블록 종료
▶ 통신프로토콜
서로 다른 시스템에 존재하는 개체간의 원활한 통신을 위한 규칙
통신프로토콜의 3요소
· 구문 (Syntex) : 데이터의 형식, 부호화, 신호레벨
· 의미 (Semantics) : 제어정보 즉 데이터를 받았을 때 송수신자가 해야할 행동
· 시간 (Timing) : 순서, 속도조절
** 제어 : 연결→회선→오류→흐름→혼잡 순서로 제어
▶ 계층 모델
· 다양한 시스템간 통신을 위한 프로토콜을 만들기 위해서는 이를 "표준화" 하는것이 필요
· 만약 표준화를 하지 않는다면 다양한 시스템 과 다양한 프로토콜이 만들어질 수 밖에 없음.
OSI 7 Layer
정의 : 프로토콜의 표준화를 제공하기 위해 ISO에서 정의한 프로토콜 모델.
· 표준화를 위해 ISO 에서는 OSI(Open System Interconnection) 7 Layer 모델을 제안.
▶ OSI7Layer의 특징(설계 원칙)
· 적절한 수를 두어 시스템 복잡도 최소화
· 계층간 독립성 유지
· 상호작용성 및 효율성 제공
· 상하위 계층간 인터페이스 (서비스 프리미티브)
· 데이터링크 계층 (2계층)
신뢰성 있는 point-to-point 통신을 수행하기 위한 프로토콜 계층
역할
• 동기화 : Ehternet-II Preamble
• 오류제어 : FEC, BEC
• 흐름제어 : 간접적 속도차 보상 메커니즘, Stop-N-Wait, ARQ등 • 회선제어 : CSMA/CD
• 연결제어 : MAC, 1:1, 반이중, 전이중
▶ 데이터링크 계층 (2계층)의 오류제어
· FEC (전진에러수정) : 수신측이 에러 자체 정정
· BEC (후진에러수정) : 에러발생에 대해 송신측에
· 재전송(ARQ)을 요구
· 헤밍코드 : 2비트 오류감지, 1비트 오류수정
· RS코드 : 랜덤오류, Burst 오류 해결
· CRC : 잉여비트를추가,다항식을이용오류검사
· Checksum : 비트열의 누적합을 계산 오류검출
· Parity : 패리티비트를 추가하여 비트열의 0 또는1 값의 개수 검사
· Stop-n-Wait : 한번의 프레임 전송에 대해 ACK, NAK 전송
· Go Back N : 슬라이딩 윈도우 개념, 연속적으로 데이터전송, 오류로 인해 NAK 수신시 해당 프레임 부터 나머지 윈도우 프레임 만큼 전송
· Selective ARQ : 에러 발생한 프레임만 재전송,
· Adaptive ARQ : 오류발생률을 기반으로 발생률이 높으면 프레임 윈도우를 적게 할당, 발생률이 낮 으면 윈도우를 늘림.
▶ BEC-ARQ 기법 (BEC의 자동 재전송 기법)
오류제어와 흐름제어는 연결되어있다.
· Stop n Wait : 한번의 프레임 전송에 대해 ACK, NAK 전송
· Go back N : 슬라이딩 윈도우 개념, 연속적으로 데이터전송, 오류로 인해 NAK 수신시 해당 프레임부터 나머지 전송
· Adaptive-ARQ : 오류발생률을 기반으로 발생률이 높으면 프레임 윈도우를 적게 할당, 발생률이 낮으면 윈도우를 늘림.
▶ 네트워크 계층, Network Layer (3계층)
패킷 통신을 위해 포워딩과 라우팅을 수행 프로토콜 계층
** Forwarding : 패킷의 전달
** Routing : 패킷의 경로 설정
** Switching : Forwarding 과 비슷하나 패킷의 개별적 전달을 의미
역할
• Addressing : IP 할당
• 경로설정 : 라우팅 프로토콜
• 포워딩 : 패킷의 전달
• 혼잡제어:네트워크내대기하는패킷수를제어
▶ 전송계층, Transport Layer (4계층)
• End-to-End 통신을 위한 데이터 전송 메커니즘을 제공하는 OSI 7계층 중 4계층 프로토콜
역할
• 흐름제어 : Sliding Window
• 혼잡제어 : TCP 혼잡제어(SS, CA, Fast Retransmit, Fast Recovery)
• 오류제어 : Sequence number, Checksum
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