[Chapter 05] 통신망과 특성

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1️⃣ 유선통신망

🩶 회선 교환망 (circuit switching network)

1. 전화기 발명 초기에는 수동식 전화교환 시스템

• 수동직 전화교환 시스템: 교환원이 상대방을 선으로 연결해줌
  • = 회선 교환
  • 회선 교환 방식 (circuit switching): 전선을 바꿔가며 통신하는 방식

2. 이후 전자식 교환기 생김

• 전화번호 누르면 해당하는 선을 자동으로 연결해줌
• 전자식 교환기를 사용하는 전화망 = 자동식 회전 교환 방식
• 자동식 회전 교환 방식 사용하는 네트워크 = 회선 교환망, 회선 교환 네트워크
  • 통신 원하는 호스트가 데이터 전송 전에 연결 경로 미리 설정
  • 데이터가 흘러가기 전에 루트가 만들어짐

• 공중 교환 전화망 (PSTN)
  • 이 전화망은 통신이 시작되기 전에
    1. 통신 합의 과정 필요 (전화 받음/ 안받음)
    2. 콜셋업 필요 (경로 설정)
       1. 02-574 누르면, 02-5-7-4 연결됨
  • 독점 사용 및 시간당 과금

🩶 패킷 교환망 (packet switching network)

• 경로: IP 주소를 보고 라우터가 패킷을 어느 선으로 보낼지 결정한게 모인 것
  • 이러한 특징으로, 인터넷은 패킷 교환망이라고 부름
  • 회선 교환망 구조와 비교하면, 전자식 교환기가 라우터로 바뀐 모양
• 상대방과 통신 시작 합의 없이 무조건 데이터 전송 → 전보 방식
• 패킷 교환망은 콜 셋업 없음
• → 가장 빠르다고 생각하는 길로 패킷 이동 (정해진 길이 없음)
• 패킷들은 서로 다른길을 가다가 순서가 뒤바뀌거나 사라지기도 함 (마지막에 다시 맞춤)
• = 패킷 교환 네트워크

🩶 전화망과 인터넷망의 비교

• 전화망 (회선 교환망)
  • 관리 주체 분명 (정부, skt...)
  • 일관된 시스템에 의한 데이터 전송 (지역번호 존재)
  • 콜 셋업을 통해 이동경로 정함
  • 정해진 경로 공유 불가 (나만 씀 -> 독점)
  • 데이터 안정적 전송 (독점하기 때문)
  • 데이터 순서대로 도착
• 인터넷 망 (패킷 교환망)
  • 관리 주체 다 다름
  • 라우터의 협업에 의해 패킷 전송
  • 최대한 빠른 길로 패킷 전송
  • 모든 선을 패킷들이 공유
  • 네트워크 효율성 향상
  • 가끔 데이터 순서 바뀌거나 사라짐

🩶 사설망

• 사설망: 외부에 노출되지 않는 네트워크 (cf. 공중망)
• 보안 때문에 사용 (금융 전산망)
• VPN: 이미 설치된 인터넷 망을 가지고 사설 네트워크를 만든 것
  • 회선교환과 패킷 교환의 장점을 모두 가진 가상회선 방식

🩶 VPN (Virtual Private Network)

• Private Network (사설망)
  • 개인이나 기업이 사적 목적으로 전용 회선 설치
    • 사설 IP 주소 부여해서 만든 근거리 통신망 (LAN)
  • → 인트라넷
  • cf. 공중망: 모두가 이용할 수 있는 인터넷
• 가상(Virtual)
  • 인트라넷은 제 3자 접근 금지
  • 회선 없으면 망 자체 접근 불가능
  • 따라서 지역 제한 없이 업무 할 수 있게 전용 회선 임대해서 원격지까지 연결함
    • 회사 규모에 따라 전용선 구축 비용이 늘어남
  • 그러므로, 사설망을 가상화 시켜 인터넷 위에 구현 → 가상사설망

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2️⃣ 무선통신망

🩶 무선통신망의 역사

• 무선 호출기
  • 단망향 무선통신 시스템

🩶 세대별 이동통신 서비스

• 1G
  • 아날로그 방식 (라디오)
• 2G
  • 아날로그 방식을 디지털로 바꿈
• 3G
  • 무선 데이터 동신
• 4G
  • 고속 무선 데이터 통신
• 5G
  • 최대 20Gbps 속도
  • 응답지연 시간 혁신적으로 줄임

🩶 휴대폰 서비스의 특징

• 휴대폰 영어 명칭: 셀룰러 폰
• 하나의 기지국이 담당하는 영역: 셀
  • 육각형 모양 (원으로 그리면 빈공간 생김)
• 하나의 셀에서 다음 셀로 넘어가는 것: 핸드오버, 핸드오프
• 모든 휴대폰은 내 전화기 등록되어 있는 기본 기지국 존재
  • 기본 기지국은 등록된 사용자를 추적하는 역할
  • 휴대폰이 이동하면 이를 추적하여 현재 어느 기지국에 머무는지 파악
• 휴대폰은 고유번호가 존재함
  • 기지국으로 끊임없이 데이터를 보냄
  • 내가 어디 기지국에 있는지를 계속 보내주는 것
• 누군가 나에게 전화 걸면
  1. 데이터는 기본 기지국으로 전송
  2. 기본 기지국은 데이터를 사용자가 머물고 있는 기지국으로 넘김 (서울 기지국 -> 부산 기지국)
  3. → 통신 이루어짐
• 휴대폰과 기지국은 현재 위치 파악을 위해 주기적 통신함
  • 나의 기본 id를 기지국으로 전송
  • wake up 신호
    • 사용자가 전화기를 켜면 휴대폰은 wake up (깨어남) 신호를 기지국으로 보냄
    • 이후 time 등의 정보를 받음
  • die 신호
    • 휴대폰이 die (꺼짐) 신호를 보냄
    • → 기지국으로부터 OK 신호를 받아야 폰 꺼짐
  • alive 신호
    • 휴대폰은 주기적으로 alive (살아있음) 신호를 기지국으로 보냄
    • → 기지국으로부터 OK 신호 받음

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💻 Reference

데이터통신과 네트워킹 | 조성호 - 교보문고