데이터 통신

데이터 통신데이터 통신

2008 년 2 학기서울산업대학교컴퓨터공학과

강의 계획강의 계획

데이터통신 교수 계획서울산업대학교 2

수업개요수업개요

과목명 : 데이터 통신

학점 및 이수구분 : 3 학점 , 전공선택

주당시간 : 강의 (3 시간 )

수강대상 : 컴퓨터공학과

담 당 : 고 윤석

전화번호 : 010-6280-4659

E-mail : [email protected]


수업목표수업목표

데이터 통신과 컴퓨터 통신에 대한 기본 원리 및

구조 , 표준을 이해한다

네트워크와 관련된 기술과 개념을 이해한다

후속 과목인 전산기망 (computer networks),

초고속망 등에 다루게 될 다양한 네트워크 관련 기술의 토대가 되는 원리와 기술을 익힌다 .


교재 및 참고문헌교재 및 참고문헌 교재

▶ 데이터통신과 네트워킹 , 4e

이재광 , 박동선 , 김한규 옮김 , McGraw-Hill Korea, 2007.

( 원서 : Data Communications and Networking, 4e, Forouzan, 2007.)

참고문헌

▶ Understanding Data Communications & Networks (3e) Shay, 2004.

▶ Data & Computer Communications (8e) W. Stallings, 2007.( 역서 : 데이터통신 및 컴퓨터통신 (7e) 김종상 , 전화숙 옮김 , 2004.

▶ 최신 정보통신개론과 데이터통신 김덕환외 5, 문운사 , 2006.

▶ 데이터 통신 정진욱 , 황정수 , 생능 , 2004.


교재 및 참고문헌교재 및 참고문헌


데이터통신 및 네트워킹 데이터통신 및 네트워킹 (4e) (4e) 이재광외 2 인 공역 , 2007

PART 1 데이터통신과 네트워킹 개관Chapter 1 개요Chapter 2 네트워크 모델

PART 2 물리층Chapter 3 데이터와 신호Chapter 4 디지털 전송Chapter 5 아날로그 전송Chapter 6 대역폭 활용 : 다중화와 확장Chapter 7 전송 매체 .Chapter 8 회선 교환Chapter 9 데이터 통신을 위한 전화 및 케이블 네트워크

PART 3 데이터 링크층 Chapter 10 오류 검출과 오류 정정Chapter 11 데이터링크 제어Chapter 12 다중 접근Chapter 13 유선 LAN: 이더넷 (Ethernet)Chapter 14 무선 LAN


데이터통신 및 네트워킹데이터통신 및 네트워킹 ((4e)4e) 이재광외 2 인 공역 , 2007

PART 3 데이터 링크층 Chapter 15 LAN 연결 , 백본망과 가상 LAN

Chapter 16 무선 WAN: 셀방식 전화와 위성망Chapter 17 SONET/SDHChapter 18 가상회선 교환 : 프레임 중계와 ATM

PART 4 네트워크층Chapter 19 네트워크층 : 논리적 주소 지정Chapter 20 네트워크층 : 인터넷 프로토콜Chapter 21 네트워크층 : 주소 매핑 , 오류 보고 , 멀티캐스팅Chapter 22 네트워크층 : 전달 , 포워딩과 라우팅

PART 5 전송층Chapter 23 프로세스간 전달 : UDP 와 TCP, SCTPChapter 24 혼잡 제어와 서비스 품질

PART 6 응용계층Chapter 25 도메인 이름 시스템Chapter 26 원격 로그인 , 전자우편 , 파일전송Chapter 27 HTTP 와 WWWChapter 28 네트워크 관리 : SNMPChapter 29 멀티미디어


데이터통신 및 네트워킹데이터통신 및 네트워킹 ((4e)4e) 이재광외 2 인

공역 , 2007

PART 7 보안Chapter 29 암호 기법Chapter 30 네트워크 보안Chapter 31 인터넷 보안 : IPSec, SSL/TLS, PGP, VPN, 방화벽

Appendix A ASCII 코드Appendix B 수의 체계와 변환Appendix C OSI 모델Appendix D 8B/6T 코드Appendix E 검사합 계산Appendix F 라우터 구조Appendix G ATM LANAppendix H 클라이언트 - 서버 프로그램Appendix I RFCAppendix J UDP 와 TCP 포트Appendix K 연락 주소


데이터통신과 네트워킹데이터통신과 네트워킹 ((Forouzan Forouzan 4e4e))

전송 매체Transmission Media

대역폭 활용 : 다중화 ,확장

Bandwidth Utilization:

아날로그 전송Analog Transmission

디지털 전송Digital Transmission

데이터와 신호Data and Signals

네트워크 모델Network Models

개요Introduction

유도 매체 , 비 유도매체7

다중화 (Multiplexing), 확산대역 방식 (Spreading)6

디지털 대 아날로그 전환 , 아날로그 신호 변조5

디지털 대 디지털 변환 , 아날로그 대 디지털 변환 ,

전송방식4

아날로그와 디지털 , 주기 아날로그 신호 , 디지털 신호 ,전송장애 , 데이터 전송률의 한계 , 성능3

계층구조를 갖는 임무 , OSI 모델 , OSI 모델의 계층 ,TCP/IP 프로토콜 그룹 , 주소지정2

데이터통신 , 네트워크 , 인터넷 , 프로토콜과 표준1

절장


데이터통신과 네트워킹데이터통신과 네트워킹 ((Forouzan Forouzan 4e4e))

회선교환 네트워크 , 데이터그램 네트워크 ,가상회선 네트워크 , 교환기의 구조

회선교환(Circuit Switching)

8

무선 LAN(Wireless LAN)

유선 LAN: 이더넷(Wired LAN: Ethernet)

다중 접근(Multiple Access)

데이터 링크 제어(Data Link Control)

오류 검출과 오류 정정(Error Detection & Correction)

데이터 전송을 위한 전화 및 케이블 네트워크

IEEE 802.11, Bluetooth14

IEEE 표준화 , 표준 이더넷 , 표준 변경 ,고속 이더넷 , 기가비트 이더넷13

임의 접근 , ALOHA, 제어 접근 , 채널화12

프레임 생성 , 흐름 및 오류 제어 , 프로토콜 , 무잡음 채널 , 잡음 있는 채널 , HDLC, 점대점 프로토콜

11

개요 , 블록 코딩 , 선형 블록 코드 ,순환 코드 , 검사합

10

전화 네트워크 , 전화선 모뎀 , DSL 기술 ,케이블 네트워크 , 데이터 전송을 위한 케이블 TV

9

절장


0 Reader's and Instructor's Guide

I. OVERVIEW1. Data Communications, Data Networking, and the Internet 2. Protocol Architecture, TCP/IP, and Internet-Based Applications

II. DATA COMMUNICATIONS3. Data Transmission4. Guided and Wireless Transmission5. Signal Encoding Techniques6. Digital Data Communication Techniques7. Data Link Control8. Multiplexing9. Spread Spectrum

III. WIDE AREA NETWORKS10. Circuit Switching and Packet Switching11. Asynchronous Transfer Mode 12. Routing in Switched Networks13. Congestion Control in Switched Data Networks14. Cellular Wireless Networks

IV. LOCAL AREA NETWORKS15. Local Area Network Overview16. High-Speed LANs17. Wireless LANs

DataData & & Computer CommunicationsComputer Communications ( (8e)8e) Stalling, 2007


V. INTERNET AND TRANSPORT PROTOCOLS 18. Internetwork Protocols

19. Internetwork Operation20. Transport Protocols

VI. INTERNET APPLICATIONS21. Network Security22. Internet Applications - Electronic Mail and Network Management23. Internet Applications - Internet Directory Service and World Wide Web24. Internet Applications - Multimedia

Appendix A Fourier AnalysisAppendix B Sockets ProgrammingAppendix C Projects for Teaching Data and Computer CommunicationsAppendix D Standards OrganizationsAppendix E The International Reference AlphabetAppendix F Proof of the Sampling TheoremAppendix G Physical-Layer InterfacingAppendix H The OSI ModelAppendix I Queuing EffectsAppendix J Orthogonality, Correlation, and AutocorrelationAppendix K The TCP/IP ChecksumAppendix L Sockets: A Programmer's IntroductionAppendix M Uniform Resource Locators (URLs) and Uniform Resource

Identifiers (URIs)Appendix N Augmented Backus-Naur Form

DataData & & Computer CommunicationsComputer Communications ( (8e)8e) Stalling, 2007


강의 계획강의 계획 주 월 /일 학습 내용 1 8/29~ Course Overview 2 9/5~ 1. 개요 , 2. 네트워크 모델 3 9/12~ 3. 데이터와 신호 4 9/19~ 4. 디지털 전송 ` 5 9/26~ 5. 아날로그 전송 6 10/3~ 6. 대역폭 활용 : 다중화와 확장 7 10/10~ 7. 전송 매체 8 10/17~ 수시 평가 9 10/24~ 8. 회선 교환 9. 데이터 통신을 위한 전화 및 케이블 네트워크 10 10/31~ 10. 오류 검출과 오류 정정11 11/7~ 11. 데이터 링크 제어 프로토콜12 11/14~ 12. 다중접속 (PPP) 13 11/21~ 13. 근거리통신망 : 이더넷 14 11/28~ 14. 무선 LAN 15 12/5~ 정기 평가


평가 방법평가 방법 출석 : 20%

결석 2 회부터 감점처리 예 ) 2 회 : -1 점 , 3 회 : -2 점 , 4 회 : -4 점 , 5 회 : -6

점 등지각은 3 회부터 1 점씩 감점 처리 예 ] 3 회 : -1 점 , 4 회 : -2 점 , 5 회 : -3 점 등 단 , 지각은 누적되도 결석으로 간주 하지 않음 출석 미달 : 결석 일수 5 회 초과시 학점 취득불가적법한 사유서는 필히 사전에 제출시만 인정


평가 방법평가 방법 수시 평가 : 50%

이론 시험 : 25% 단답형 또는 간단 기술형 50% 주관식 50%

과제 : 20% 발표 , 문제풀이 , 보고서 중 2 개 선택 ( 각각 10%]

기타 : 5%

수업 태도 , 퀴즈 , 설문 참여 여부 등

정기 평가 : 30% [ 단답형 또는 간단 기술형 , 주관식 포함 ]

평가 비율 : 상대 평가로 학칙에 따라 배분


수업자료수업자료 URL : http://computer.snut.ac.kr/board/zboard.php?id=board07

▶ 강의 자료 및 참고자료 등록▶ 공지 사항 : 시험일자 등 전달사항 고지

질문과 답변▶ [email protected] 사용▶실명 ( 수강 반 , 학과 , 분반 , 성명 기재 ) 의 경우만

답변


과제과제 : : 문제풀이문제풀이 수업 진도에 따라 관련 문제 등을 과제로 부여

▶ 표지에 들어갈 내용 과목명 , 분반명 , 학번 , 이름 , 제출일 과제번호 및 과제명

▶ 본문에 들어갈 내용 과제명과 과제 ( 문제 ) 문제풀이 과정 및 답

▶ 2쪽 이상의 경우 쪽 번호▶ 제출 형태 : 파일 [[email protected]]

파일명 : " 수강반 과제번호 _학번 _이름 [ 과제명 ]" 수강반 : 1반 -> ‘1’, 2반 -> ‘2’, 야간 -> ‘3’ 과제번호 1, 야간 홍길동의 예

"DC31_ 학번 _ 홍길동 [ 과제명 ].hwp


과제과제 : : 발표발표발표 계획서 제출

▶ 데이터 통신 관련 최신 토픽이나 주요 주제를 선정하고 ,선정 이유 , 발표 희망 일자를 제출할 것

▶ 제출기한 : 2008 년 9월 20 일

발표 자료 제출▶ 데이터통신 관련 최신 토픽이나 주요 주제에 대해 심도 있게

조사하여 파일로 제출한다 . 참고 자료 출처를 반드시 기재할 것 . 두 가지 이상의 자료를 참고하도록 것 단 , 제출자료를 확인하여 발표 기회는 시간 관계상 일부

학생에게만 부여될 수 있음▶ 제출일

가급적 발표 희망일 2 주전


과제과제 : : 보고서보고서 제출물 : 보고서 및 파일

▶ 보고서 작성기준 (A4) : 글자 크기 : 10, Page: 가능한 15 매이내 겉 표지에 수강반 , 학번 , 이름 , 제출일자를 꼭 기입할 것 발표자료의 경우 참고문헌 또는 참고사이트를 반드시 적을 것 참고사이트의 경우 참조한 일자도 적을 것

▶ 파일 (hwp, ppt) : y sko@ paran.com으로 송부 파일명 : " 수강반 _학번 _이름 ( 주제명 ) 계획서 " 수강반 : 1반 -> ‘1’, 2반 -> ‘2’, 야간 -> ‘3’ 예 : "DC1_ 학번 _ 홍길동 ( 주제명 ).ppt

제출일 및 규정을 꼭 지켜 주시기 바랍니다 .


Chapter 1.

개요(Introduction)


11 장 개요장 개요1.1 데이터 통신 (Data Communications)

1.2 네트워크 (Networks)

1.3 인터넷 (Internet)

1.4 프로토콜과 표준 (Protocols and Standards)

1.5 요약 (summary)


1.1 1.1 데이터 통신 데이터 통신 전기 통신 (telecommunication) 은 먼거리에서 행해지는

통신을 의미 (tele 는 그리스어로 “멀다”는 의미 )

데이터 (data) 는 데이터를 만들어 사용하는 사용자간에

합의된 형태로 표현된 정보

데이터 통신 (data communication) 은 전선과 같은

통신매체를 통하여 두 장치간에 데이터를 교환하는 것

주요 토픽 (topic)

1) 구성요소 (Components)

2) 데이터 표현 (Data Representation)

3) 데이터 흐름 (Data Flow)


1.1 1.1 데이터 통신데이터 통신

▶ 전달 (delivery) – 정확한 목적지에 전달 , 원하는 장치나 사용자에게

전달 .

▶ 정확성 (accuracy) – 데이터를 정확하게 전달 .

▶ 적시성 (timeliness) – 데이터를 적정 시간 내에 전달 .

▶ 파형 난조 (jitter) – 패킷 도착 시간이 서로 조금씩 달라서 동영상 품질 (quality) 이 일정치 못함 .

데이터 통신 시스템의 기본 특성


구성 요소 (component)

1.1 1.1 데이터 통신데이터 통신


메시지 (Message)▶ 전송되는 정보 ( 데이터 )▶ ( 문자 , 숫자 , 소리 , 영상 , 그림 , 또는 이들의 조합 )

송신자 (Sender)▶ 메시지를 보내는 장치▶ ( 컴퓨터 , 전화기 , 비디오 카메라 등 )

수신자 (Receiver)▶ 메시지를 받는 장치▶ ( 컴퓨터 , 전화기 , TV)

데이터 통신 구성 요소데이터 통신 구성 요소


전송매체 (Medium)

▶ 송신자에서 수신자까지 메시지를 전달하는 물리적인 경로

( 꼬임선 (twisted pair wire), 동축선 (coaxial

cable),

광케이블 (fiber-optic cable), 레이저 또는 무선파 )

프로토콜 (Protocol)

▶ 데이터 통신 수행 규칙들의 집합 ( 상호 합의 )

데이터 통신 구성 요소데이터 통신 구성 요소


데이터 표현데이터 표현

문자 (text) : 비트 패턴 , 즉 0과 1 로 된 비트들의 순차열로 표현 .− 코드 (code) : 부호를 표현하기 위한 비트 패턴들의 집합− 코딩 (coding) : 부호를 표현하는 과정− ASCII : ANSI 표준 코드 (7bit)− 확장 ASCII : 8bit( 부록 A 참조 )− 유니코드 (unicode) : 32 bit

수 (number) : 비트 패턴을 사용하여 표현

화상 (images) : 픽셀 (pixel), resolution− 흑백 (1 또는 2 비트 )− 칼라 (RGB, Y(yellow), C(cyan), M(magenta))

음성 (audio) : 연속 신호

동영상 (video) : 연속적인 개체 또는 여러 화상의 조합


한쪽 방향으로만 통신이 가능 한 지국은 송신만 , 다른 한 지국은 수신만 가능 예 : 자판 , 모니터

단방향 방식 (simplex mode)

데이터 흐름데이터 흐름


각 지국들은 송 , 수신이 가능 각 지국간 동시에 송신 불가 예 : 워키토키 , 민간방송용 라디오 (CB radio)

반이중 방식 (half-duplex mode)



양쪽 지국간 동시에 송 /수신이 가능 신호는 링크의 용량을 공유해서 양방향으로 전달 예 : 전화

전이중 방식 (full-duplex mode)



1.2 1.2 네트워크네트워크

전송 매체 링크로 서로 연결된 장치 ( 노드 :node, 컴퓨터나 프린터 ) 의 모임

분산처리 (distributed processing) 에 사용 네트워크 평가기준

▶ 성능 (performance) 전달시간 (transit time), 응답시간 (response time),

처리율 (troughput) 과 지연 (delay) ▶ 신뢰성 (reliability)

고장의 빈도수 , 고장난 후 링크를 복구하는데 소요되는 시간▶ 보안 (security)

불법적인 접속이나 바이러스로부터 보호


점 - 대 - 점 회선 구성 (point-to-point line

configuration)

■ 채널의 전체 용량은 두 기기간 전송을 위해서 사용■ 케이블이나 전선 , 또는 극초단파나 인공위성 연결을 통해 구성

물리적 구조 물리적 구조 : : 연결 유형연결 유형 (Type of (Type of connection)connection)


다중점 (multipoint, 멀티드롭 (multidrop))

■ 3 개 이상의 특정 기기가 하나의 링크를 공유하는 방식■ 채널의 용량을 공간적으로 또는 시간적으로 공유

물리적 구조 물리적 구조 : : 연결 유형연결 유형 (Type of (Type of connection) connection)


물리적 혹은 논리적인 네트워크 배치 방식

물리적 구조 물리적 구조 : : 접속 형태접속 형태 (Topology)(Topology)


그물형그물형 (Mesh) (Mesh) 접속형태접속형태


모든 장치는 다른 장치와 점대점 링크 n 개의 장치를 서로 연결하기 위해 n(n-1)/2 개의 채널이 요구 n-1 개의 입출력 (I/O) 포트 장점

▶ 원활한 자료 전송의 보장 – 점 대 점 전용 링크 제공▶ 높은 안정성▶ 비밀 유지와 보안 ▶ 결함 식별과 분리가 비교적 용이

단점▶ 케이블의 양과 요구되는 I/O 포트 수▶ 설치와 재구성의 어려움

그물형그물형 (Mesh) (Mesh) 접속형태접속형태


스타형스타형 (star) (star) 접속형태접속형태


허브 (hub) 라는 중앙제어장치 (central controller) 와 전용 점 - 대 - 점 링크 구성 각 장치간 직접적인 통신 불가 모든 전송은 제어 장치를 통해 전송 1 개의 채널 1 개의 I/O 포트가 요구 장점

▶ 그물형 접속형태보다 적은 비용▶ 설치와 재구성이 용이

단점▶ 허브가 고장나면 전체 시스템 고장

스타형스타형 (star) (star) 접속형태접속형태


버스형버스형 (bus) (bus) 접속형태접속형태


다중점 형태

탭 (tap) 과 유도선 (drop line) 에 의해 버스에 연결

장점▶ 설치가 쉽다▶ 가장 적은 양의 케이블 사용

단점▶ 재구성이나 결함 분리의 어려움▶ 중추 케이블의 결함시 다수의 장치에 영향을 줌

버스형버스형 (bus) (bus) 접속형태접속형태


링형링형 (ring) (ring) 접속형태접속형태


자신의 양쪽에 위치한 장치와 전용 점 - 대 - 점 회선을 구성 각 장치는 중계기 포함 장점

▶ 설치와 재구성이 쉽다▶ 신호는 항상 순환▶ 경보 ( 일정 시간내 신호가 수신되지 않을시 위치를 경보 )

사용

단점▶ 단방향의 경우 링의 결함시 전체 네트워크 마비

해결책▶ 이중 링 또는 결함 지점의 단절 스위치 사용을 통해 해결

링형링형 (ring) (ring) 접속형태접속형태


혼합형혼합형 (Hybrid) (Hybrid) 접속형태접속형태


네트워크 범주네트워크 범주 (Categories of (Categories of Networks)Networks)


개인 컴퓨터 또는 워크스테이션간의 자원 공유를 목적으로 설계

버스형 , 링형 , 스타형 사용

LAN : Local Area NetworkLAN : Local Area Network


네트워크를 전체 도시로 확장시킨 것

여러 개의 LAN 으로 구성

MAN : Metropolitan Area MAN : Metropolitan Area NetworkNetwork


국가 , 대륙 또는 전세계를 포괄하는 광대역 네트워크

거리의 제한이 없음

WAN : Wide Area NetworkWAN : Wide Area Network


Internetwork, internet

네트워크간 네트워크네트워크간 네트워크 (Interconnection of Networks)(Interconnection of Networks)


1.3 1.3 인터넷인터넷 (Internet)(Internet)− 네트워크 (network) : 서로 통신할 수 있는 장치를 연결

− 인터넷 (internet) : 서로 통신할 수 있는 두개 이상의 네트워크

− 인터넷 (Internet) : TCP/IP 를 사용하는 네트워크

− 1960 년 중반 ACM 에서 ARPANET 아이디어 발표

− 각 컴퓨터를 IMP(Interface Message Processor) 라는 컴퓨터에 연결

− 1972 년 빈트 서프와 봅 칸에 의해 Internetting Project 수행

− TCP/IP 프로토콜 개발


인터넷의 계층 구조인터넷의 계층 구조


오늘날의 인터넷오늘날의 인터넷 국가 서비스 제공자 (National Service Provider, NSP)

▶ 특별한 회사들에 의해 운영되고 만들어지는 중추 네트워크들▶ 스프린트링크 , PSINet 테크놀로지 , UUNet 테크놀로지 , AGIS, 인터넷

MIC▶ 600Mbps까지의 높은 데이터 전송 속도로 운영

지구 인터넷 서비스 제공자 (regional internet service provider)▶ 한 개 또는 그 이상의 NSP 가 연결된 작은 ISP들▶ 저속의 전송 속도▶ 계층 구조의 세번째 단계 의치

지역 인터넷 서비스 제공자 (local internet service provider)▶ 최종 사용자들에게 직접 서비스 제공▶ 지구 ISP 에 연결되거나 직접 NSP 에 연결

ISP(Internet Service Provider )▶ 개인이나 기업체에게 인터넷 접속 서비스 , 웹사이트 구축 및 웹 호스팅

서비스 등을 제공하는 회사 ▶ 때로는 IAP(Internet Access Provider) 라고도 함

NAP(Network Access Point)▶ 인터넷 초기에 보다 고속의 인터넷 링크로 접근을 제공하기 위한 데이터 교환

기능을 담당하는 논리적인 장치 .


프로토콜- 통신을 통제하기 위한 규칙을 모아놓은 것▶ 주요 요소

구문 (syntax) : 데이터 구조나 형식 의미 (semantics) : 각 비트의 의미타이밍 (timing) : 데이터 전송 시기와 전송 속도 지정

표준▶ 사실표준 (de facto standard)

어떤 기관에 의해 공인되지 않았으나 널리 사용되고 있는 표준

▶ 법률표준 (de jure standard) 공식기관에 의해 입법화된 표준

1.4 1.4 프로토콜과 표준프로토콜과 표준


표준 기구표준 기구

▶ 표준 제정 위원회 (standards creation committee)

▶협의회 (forum)

▶ 법규기관 (regulatory agency)



표준 제정 위원회

▶ 국제표준기구 (ISO, International Standards Organization)

▶ 국제전기통신연합 - 전기통신표준영역 (ITU, International Telecommunication Union-Telecommunication Standards Sector, CCITT 의 후신 )

▶ 미국국립표준협회 (ANSI, American National Standards Institute)

▶ 전기전자공학자협회 (IEEE, Institute of Electrical and Electronics Engineers)

▶ 전자산업협회 (EIA, Electronic Industries Association)



협의회 (Forum)▶ 신기술 시험 , 평가 , 표준 제정

법규기관 (FCC, Federal Communications Commission)▶ 통신과 관련 미국 국내 및 국제 교역에 관한 권한

인터넷 표준 (Internet Standard)▶ 인터넷 초안 (internet draft)▶ RFC(Request For Comment) 발표

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