[네트워크]네트워크의 이해2

이동훈 (DONG HOON , LEE)·2022년 12월 26일

알아보자

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데이터 전송에서의 네트워크 전송 방식

유무선 통신방식은 크게 3가지 형태로 나눌 수 있습니다.

단방향 통신 (Simplex)

송신측과 수신측이 미리 고정되어 있는 통신 방식
통신 채널을 통하여 접속된 두 대의 단말기 사이에서 데이터가 한 쪽 방향으로만 전달되는 통신 방식
단방향 통신의 경우 전기적으로 신호를 보내기 위해서는 송신측과 수신측을 연결하는 회로를 구성
전송로 2개 필요
무선 호출기, 라디오, 아날로그 TV 방송, 모니터, 키보드 등

데이터가 수신측, 송신측 한 쪽 방향으로만 전송

-단방향 통신-

반이중 통신 (Half Duplex)

통신 채널에 접속된 두 대의 단말기 중 어느 한쪽이 데이터를 송신하면 상대편은 수신만 가능한 통신
송신측과 수신측이 정해져 있지 않으며 양 단말기의 상호 협력에 의해 송수신 방향 전환
하나의 통신 채널을 이용하여 교대로 데이터 송수신

데이터가 수신측, 송신측 양 쪽 방향으로 전송 ( 동시에 전송 불가능 )

-반이중 통신-

전이중 통신 (Full Duplex)

접속된 두 대의 단말기들 간에 동시에 데이터를 송수신하는 통신
두 개의 통신 채널을 이용하여 양방향으로 동시에 송수신
전송 효율이 높고 데이터 양이 많을 때 사용

데이터가 수신측, 송신측 양 쪽 방향으로 동시에 전송

-전이중 통신-

대상에 따른 네트워크 통신 방식

네트워크에서 출발지에서 목적지로 데이터를 전송할 때 사용하는 통신 방식에는 아래와 같이 존재한다

유니캐스트(Unicast) : 1대1 통신, 출발지와 목적지가 1대1 통신
멀티캐스트(Multicast) : 1대 그룹(멀티캐스트 구독 호스트) 통신, 하나의 출발지에서 다수의 특정 목적지로 데이터 전송
브로드캐스트(Broadcast) : 1대 모든통신, 동일 네트워크에 존재하는 모든 호스트가 목적지
애니캐스트(Anycast) : 1대1 통신(목적지는 동일 그룹 내의 1개 호스트), 다수의 동일 그룹 중 가장 가까운 호스트에서 응답, IPv4에서는 일부 기능 구현, IPv6은 모두 구현가능

유니캐스트(Unicast)

유니캐스트는 출발지와 목적지가 명확히 하나로 정해져 있는 1:1 통신방식이다. 실제로 사용하는 대부분의 통신은 유니캐스트 방식을 쓴다.

멀티캐스트(Multicast)

멀티캐스트 그룹 주소를 이용해 해당 그룹에 속한 다수의 호스트로 패킷을 전송하기 위한 통신방식이다.
IPTV와 같은 실시간 방송을 볼 때 이 멀티캐스트 통신 방식을 사용한다.
사내 방송같은 단방향으로 다수에게 동시에 같은 내용을 전달해야 할 때 사용된다.

브로드캐스트(Broadcast)

목적지 주소가 전체로 표기되어 있는 통신 방식이다. 목적지가 전체이기 때문에 과도하게 사용하면 네트워크 성능이 떨어질 수 있다.
유니캐스트로 통신하기 전, 주로 상대방의 정확한 위치를 알기 위해 사용된다.
기본 동작은 로컬 네트워크 내에서 모든 호스트에 패킷을 전달해야 할 때 사용된다.

애니캐스트(Anycast)

최종통신은 1:1로 유니캐스트와 애니캐스트 동일하지만 통신할 수 있는 후보자는 서로 다르다. 유니캐스트는 출발지와 목적지가 모두 하나이지만 애니캐스트는 같은 목적지 주소를 가진 서버가 여러대여서 통신 가능한 다수의 후보군이 있다.

네트워크 구성 형태

네트워크 구성 형태(토폴리지/Topology)는 물리적으로 연결된 형태에 따른 분류라고 볼 수 있으며, 다르게 말해 통신망의 구조에 따른 분류라고도 볼 수 있습니다.

크게 '링크'와 '노드'라는 요소로 이루어져있습니다.
 링크(=회선) : 두 노드를 연결하는 선으로 PC에 연결되는 인터넷선(랜선)을 생각하면 이해하기 좋습니다.
 노드 : 네트워크의 데이터를 송수신하고, 이 데이터를 처리하는 장치를 말합니다. 대표적으로 PC(단말노드)와 라우터가 있습니다.

네트워크 토폴로지에 의한 분류는 크게 5가지로 나눌 수 있습니다.

계층형 (Tree)

각 컴퓨터가 계층적으로 연결되어 있는 구성 형태로 나뭇가지가 사방으로 뻗어 있는 것과 유사한 모양입니다. 계층형은 컴퓨터들이 서로 점 대 점(point-to-point)으로 연결되며, 계층적으로 상위에 있는 허브일수록 더 많은 신뢰성과 안정성이 요구됩니다.

장점
*. 네트워크 관리가 쉽고, 새로운 장치를 추가하기 쉬움

네트워크의 신뢰도가 높음

단점

트래픽 집중에 따른 속도 저하현상(병목현상)이 발생하기 쉬움
상위 노드 고장 시 상위 네트워크와의 통신이 불가능

버스형 (Bus)

하나의 통신 회선에 여러 대의 컴퓨터가 멀티포인트(multipoint)로 연결되어 있는 구성 형태입니다. 송신 컴퓨터가 데이터를 전송하면 통신 회선에 연결된 모든 컴퓨터가 이 데이터를 수신할 수 있습니다. 그러나 보내는 데이터에 수신자 주소가 있기 때문에 통신 회선에 연결된 컴퓨터 중 수신자 주소에 해당되지 않는 컴퓨터는 그 데이터를 읽지 않습니다.

장점

설치비용이 적고, 신뢰성 우수
구조 간단
새로운 노드 추가가 쉬움

단점

네트워크 병목현상 발생이 쉬움
장애 발생시 전체 네트워크 마비

특징

회선의 양 종단에는 터미네이터(Terminator)가 존재하여 신호의 반사를 차단합니다.

성형 (Star)

각 컴퓨터가 허브라는 네트워크 장비에 점 대 점으로 연결되어 있는 구성 형태입니다. 각 컴퓨터는 직접 통신할 수 없고 항상 허브를 통해서만 간접적으로 통신하므로 허브에는 신뢰성과 안정성이 요구됩니다.

장점

고속 네트워크에 적합
노드 추가가 쉬움
개별 링크 장애시에도 네트워크에 영향이 없음

단점

중앙 노드 장애 시 전체 네트워크 불통
노드 증가에 따라 네트워크의 복잡도가 증가함

링형 (Ring)

각 컴퓨터가 양쪽의 컴퓨터와 점 대 점으로 연결되어 고리처럼 순환형으로 구성된 형태입니다. 임의의 컴퓨터가 데이터를 전송하면 같은 방향으로 그 다음 연결된 컴퓨터에 전송되어 결국 한 바퀴 순환합니다. 순환하는 데이터는 링에 연결된 모든 컴퓨터가 수신할 수 있지만, 데이터의 수신자 주소가 자신의 주소와 일치하지 않으면 다음 컴퓨터로 데이터를 흘려 보냅니다.