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데이터통신

2010년 2학기 컴퓨터의 개념 및 실습(http://dcom10.ez.ro)

서울대학교 통계학과

Prologue: 데이터의안전한여행을위해

n 컴퓨터내부n 데이터연결통로만잘구성되면 OK!

n 컴퓨터외부n 근거리 /원거리n 무선 / 유선n 어떻게하면안전하게데이터를주고받을수있을까?

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브로드밴드, 초고속통신?

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목차

n 데이터통신의특징

n 통신망의구성

n 통신망의종류

n 오류검출 / 보안

n 데이터통신의발전방향

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데이터통신

n 데이터통신(data communication)n 아날로그또는디지털데이터

n 컴퓨터와단말기또는컴퓨터와컴퓨터간의디지털데이터교환

n 데이터처리장치에의해처리된또는처리되는정보의전송

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데이터통신의구성요소

소스(source)

목적지(destination)

송신기(transmitter)

수신기(receiver)

통신 채널(communications

channel)

데이터/메시지 생성통신 채널에 적절한형태의 신호로 변환

신호 전달 경로신호를 데이터 또는메시지로 변환

데이터/메시지 도달 지점

잡음(noise)

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데이터통신 –간략한역사

n SAGE(1958)n 세계최초의데이터통신

n 반자동방공망 (SAGE : Semi-Automatic Ground Environment)

n SABRE(1964)n 세계최초의상업용데이터통신

n 비행기좌석예약시스템(Semi-Automatic Business Environment)

n ARPANET (1971) n 최초패킷(packet)통신망n 국방성중심, 대학및연구기관의여러컴퓨터들을연결하기위한시스템개발è인터넷으로발전

n 패킷서비스개시: 1975년 Telnet사

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데이터통신의특징

n 디지털데이터사용n 잡음(Noise)에대한내구성n 경제적인디지털데이터처리장치(집적회로기술)n 고속전송망(광섬유기술)

n 패킷(packet)단위의전송n 패킷 = 헤더+데이터

n 데이터통신방식n 회선교환방식(Circuit Switching)n 패킷교환방식(Packet Switching)

헤더 실제 데이터

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데이터통신의특징

n 회선교환방식

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데이터통신의특징

n 패킷교환방식

메시지는 패킷으로분할되어 전송된다

각 패킷은 여러 경로를 통해목적지에 도달할 수 있다

패킷 교환 방식

목적지에 도달한 패킷은다시 정렬된다

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통신망의구성

n 통신망의구성

n 전송매체 (유선/무선)n 전송품질은유선의경우매체자체가결정, 무선의경우신호의주파수대역폭이결정

n 하드웨어

n 모뎀(Modem)n 허브(Hub), 브릿지(Bridge)n 라우터(Router)

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유선매체

n 꼬임쌍선(Twisted Pair)n 전화또는근거리통신망(LAN)의전송매체

n 동축케이블(Coaxial Cable)n 폭넓은주파수범위를허용

n 장거리전화망, 유선 TV(CATV), 근거리통신망

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전송매체 -유선매체

n 광섬유(Fiber Optics)n 플라스틱혹은유리섬유로만들어짐

n 넓은대역폭, 빠른속도, 분기가어려워높은보안성n 높은비용è기존에는기간통신망에만적용

n 최근광전송망을가입자계에까지적용

n FTTx (Fiber To The x): FTTO, FTTC, FTTH (office,cabinet,home)

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전송매체 -무선매체

n 무선매체 (매체가되는전파의주파수에따라구분)n 라디오파 (1MHz ~ 2 GHz 사이의여러영역)

n 적외선 (1~430 THz)

n 지상마이크로파 (4~6, 21~23 GHz)

n 위성마이크로파 (2~40 GHz 사이의여러지정영역)

(1) 라디오파n AM, FM 라디오방송에사용

(2) 적외선(Infrared wave)n 단거리통신 (TV, 비디오, 오디오리모콘)n 방향성을가지며, 저렴

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전송매체 -무선매체

(3) 지상마이크로파n 2 ~ 40 GHz주파수영역사용n 방향성을가진직진성무선전송

n 높은곳에전송탑(안테나) 설치n TV, PCS, 무선 LAN, bluetooth

(4) 위성마이크로파n 통신위성을중계국으로사용

n 전파의수신지연 (정지위성의경우 3.6만킬로미터상공에서중계)n 전송된전파는위성안테나를통해모든지상에서수신가능

à보안문제

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참고: 전파의파장대비대기권통과율

n 전파의이해

파장(λ) * 주파수(f) = 빛의속도(c)wavelength frequency

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하드웨어

n 모뎀(Modem = MOdulation + DEModulation)n 아날로그데이터를전송하는전화망을사용

n 디지털정보를아날로그정보로변환(modulation)n 아날로그정보를디지털정보로변환(demodulation)

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하드웨어

n 허브(Hub)n 각단말을연결하는중심연결장치(Star 형)n 패시브허브/액티브허브

hub

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하드웨어

n 브릿지(Bridge)n 물리적으로다른전송매체를사용하고있는네트워크연결

n 예) 동축케이블 LAN과 Twisted Pair LAN 연결n 보통 LAN 사이의연결장치로사용(동일프로토콜사용)

n 라우터(Router)n 네트워크상의데이터전송경로를제어하는장치

n 네트워크간에패킷을선택적으로전송

n 다른종류의네트워크로데이터전송가능

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통신망의종류

n LAN (Local Area Network)n 1980년대들어, 개인용컴퓨터의대량보급으로인해, 근거리상의컴퓨터들을연결할필요성대두

n LAN은근거리통신망n 수미터에서수킬로미터반경의망

n 전송매체 : 전화선, 동축케이블, 광섬유등

n LAN < MAN (Metropolitan Area Network) < WAN (Wide Area Network)

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통신망의종류

n WAN (Wide Area Network)n 전화망과같은공중망을이용

n 수백, 수천킬로미터의거리를연결n 국가간, 대륙간전세계네트워크망n 서로다른컴퓨터시스템및통신시스템연결, 장거리데이터전송, 효과적네트워크관리, 위성및케이블을통한대륙간연결등의고급기술필요

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데이터통신망

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안전한통신 -데이터오류검출n 에러발생요인

n 통신채널에존재하는노이즈

n 매체의특성에의한전기적교란신호발생

n 패리티(parity)n 패킷에패리티 bit 추가n 짝수-패리티정책을쓰는경우패리티 bit은 ‘1’의수가짝수가되도록지정

n 체크섬(check sum)n 패킷과체크섬의합이 ‘0’이되도록체크섬을지정n 합이 ‘0’이아닌경우오류발생여부감지

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안전한통신 -보안

n 메시지암호화

n 암호화함수와암호키를이용

n 암호함수) 메시지 + 키 => 암호화된메시지n 역함수) 암호화된메시지 + 키 => 원래메시지

n 비밀키암호화기법

n DES (Data Encryption Standard)n 송수신자간에키를공유, 암호화및해독

n 공개키암호화기법

n RSA (Rivest-Shamir-Adleman, 개발자의이름에서유래) n 공개키와개인키를가짐

n 보안è암호함수의우수성및암호키의크기가관건

n DES – 128 bit 키사용

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데이터통신의발전방향

n 발전방향è멀티미디어통신, 통합서비스망의구현n 다양한통신망

n 전화선을데이터통신용도로사용à xDSL (x Digital Subscriber Line) 예) ADSL, VDSL

n CATV망을통신용도로사용n 위성통신 : IMT-2000, GPS, …n 이동통신망: GSM, CDMA, IMT-2000 n 종합정보통신망(ISDN, Integrated Services Digital Network)n 광대역 ISDN(B-ISDN, Broadband-ISDN, 광대역종합통신망)n 브로드밴드(broadband, 광대역네트워크)

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ISDN vs. B-ISDN

(ATM: 비동기식 전달 방식) 26

Epilogue

n ‘인터넷’에서일어나는데이터통신과정 (비디오)n http://video.google.co.kr/videoplay?docid=-

2918489609154469501&ei=LizLSpCNHYyuwgPb4qTPAw&q=data+communication&hl=ko

n 비디오상에등장하는데이터통신구성요소

n 패킷(packet)n IP 주소, 웹주소(URL)n 라우터(router), 라우터스위치n 프록시(proxy), 방화벽n Bandwidthn (TCP) Port (25: e-mail, 80: web-service)

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