데이터 통신 : 데이터 통신의 개요

 

오늘은 데이터 통신의 개요에 대해서 공부해보자.

데이터 통신이 무엇인지 네트워크가 무엇인지를 알아야 앞으로 공부할 데이터 통신의 공부가 수월 할 것이다.

 

데이터 통신이란,

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데이터 통신은 두대 이상의 컴퓨터가 전송매체를 통해서 데이터를 송/수신하는 기술을 의미한다.

컴퓨터가 만약 두 대라면 한가지 수의 통신이 있을 것이고, 3대의 컴퓨터라면 3개의 가짓수,

n개의 컴퓨터라면 n(n-1)/2개의 가짓수가 나올 것이다.

 

하지만 이렇게 송/수신을 하게 되면 너무나 많은 가짓수가 나오므로 낭비가 일어난다.

따라서 네트워크라는 중앙의 큰 시스템을 만들고 네트워크를 통해서 데이터를 송/수신 하는 방법이

생겨났다. 여기서 주의점은 무조건 각각의 컴퓨터(매체)는 각각의 고유한 주소값을 가지고 있어야만 한다.

 

그렇다면 네트워크란 무엇일까?

네트워크란, 통신장비(예, 스위치, 라우터 등)로 여러 대의 컴퓨터가 그물같은 통신망(communication network)을 구성하는

구조를 이루는 것을 말한다.

 

네트워크의 범위에 따라 다음과 같은 이름이 붙는다.

 

범위에 따른 네트워크 종류

 

이제 프로토콜이 뭔지 알아보자.

 

프로토콜이란?

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데이터를 정확히 주고 받기 위하여, 계층화 시키고, peer 계층간에 정의된 전송규약(규범, 법칙)이다.

**peer계층은 송신기와 수신기를 말함

즉, 송신기와 수신기는 반드시 프로토콜을 지켜야 데이터를 정확히 송수신 할 수 있다.(상호운용성)

 

프로토콜의 계층적 모듈 구조, 모듈화를 알아보자

프로토콜은 계층적으로 만들어야하며 모듈화를 해야만한다.

 

복잡한 시스템을 기능별로 모듈화하면 시스템 구조가 단순해진다.

각 모듈을 수직적 형태로 계층화(상위계층 - 하위계층)을 해야한다.

각 계층의 모듈이 변경되더라도 다른 계층에는 영향을 주면 안된다.

또한, 상위 계층에서 필요한 기능을 하위 계층에서 함수 또는 인터페이스로 제공한다.

---> N계층에서의 인터페이스 혹은 함수를 상위 계층한테 제공해야한다.(아래에서 위)

 

이제 프로토콜의 구조에 대해 알아보자.

 

프로토콜의 3대 요소는 다음과 같다

1. Syntax(형식) : 송수신기간의 주고받아야 할 "전송데이터의 포맷"을 정의해야한다.

2. Semantic(의미) : 송수신기간의 상호협력을 위한 "제어정보"를 정의해야한다(오류처리 등)

                                 송수신기간 서로 합의를 봐서 정해야한다(정보확인)

3. Timing(타이밍) : 송수신기간에 전송데이터를 주고 받을 때 "속도와 전송절차"를 정의해야한다.

                                성능에 맞게 속도를 합의해야한다.

다음 사진을 보면 송신기와 수신기가 있다.

파란색 데이터를 보내는 전송절차는 데이터를 주고 오류가 있는지 확인 받고를 매번 확인 하는 방식이고,

빨간색 데이터를 보내는 전송절차는 데이터를 한번에 다 보내고 오류가 어디있는지 한 번 확인하는 방식이다.

 

상황에 따라 다르겠지만 일반적인 상황으로 봤을때 두 번째 전송절차가 더 효율적이라고 볼 수있다.

이러한 방식을 정하는 것이 Syntax 즉, 형식이다.

 

전송 데이터를 포맷할때 오리지널 데이터를 캡슐화하여서 보낼때는 부가정보의 위치 정보(순서, 주소)등을 가지고 있는

헤더가 붙어서 보내지게 된다. 헤더는 한 번 보낼때 마다 계속 생기며 중첩되는 방식이고

만약 하나의 데이터를 여러개로 나눠서 보내는 경우에는 각 헤더에 순서정보가 포함이 된다.

다시 정보가 올라가며 보내질때는 헤더를 하나씩 제거하며 반복하는 형식이다.

 

다음은 프로토콜의 설계이다.

 

프로토콜 설계시 고려해야할 사항들이 존재하는데 다음과 같다.

1. 주소설정 : 네트워크상에서 송신호스트와 수신호스트를 구별하기 위한 식별자이다.

2. 오류제어 : 신호감쇄/왜곡으로 인한 오류 발생 -> 오류 탐지 -> 오류처리(복구)하는 방식이다

3. 흐름제어 : 수신호스트의 버퍼처리속도가 늦어서 송신호스트의 속도를 제어하는 것이다.

4. 연결제어 : 데이터를 전송하기 전에 상호 송수신이 가능한 상태로 설정/해제/관리하는 제어방식이다

5. 순서제어 : 전송데이터에 순서를 매겨서 메세지의 분실여부, 재전송에 사용하는 방식의 제어이다.

 

** 데이터의 용량이 클 경우에는 잘라서 여러번 보내는 것이 속도적으로도 효율적이다.

 

** 전송 메시지의 단편화/재조합 : 전송효율을 높이고자 작은 크기로 전송메세지를 줄여 전송후

수신할 때 응용프로그램에서 원래 크기로 재조합 하는 과정

 

** 캡슐화 : 데이터에 제어 정보를 덧붙임(헤더에 저장함)

 

** 동기화 : 여러 시스템이 동시에 통신할 수 있는 기법

 

이번엔 전송모드의 종류에 대해 알아보자

 

전송 모드에는 단방향 모드가 있고 반이중 모드가 있고 전이중 모드가 있다.

전송모드의 종류

 

마지막으로 프로토콜의 참조 모델이다.

 

1. OSI 7계층 참조 모델 : 국제 표준 기구 공인 최적화 계층 프로토콜이다. 하지만 각층마다 프로토콜의 모든 제약을

전부 거치기 때문에 속도가 느려질 수 밖에 없다.

 

2. TCP/IP 모델 : OSI 7계층의 속도 문제를 해결하기 위해 4계층으로 줄여서 나온것이다.

프로토콜의 참조모델

 

오늘은 기본적인 데이터통신의 개요와 프로토콜이 무엇인지에 대해 간단히 알아보았다.

가장 기본적인 내용인만큼 확실하게 알아야할 것이다.