. Ethernet

● Ethernet의 역사
Ethernet의 기본개념 중 많은 부분은 1960연대 말 하와의 대학에서 구현된 Wide Area Network에서 온 것이므로 Ethernet의 기본적인 기능인 CSMA/CD 접근 방법은 하와이 대학에서 개발되었고, 처음엔 ALOHA 광역 통신망에서 사용되었는데, 이것이 오늘날 Ethernet의 근간을 이루게 되었다.

1970년초 Xerox사에서 Experimental Ethernet이라는 것을 개발하였으며, 그 설계가 매우 성공적이어서 Ethernet은 큰 인기를 얻게 되었다.

● Ethernet의 구조
Ethernet은 IEEE 802.3 표준을 따르며 CSMA/CD 통신망 접근방법을 이용한다. 전송속도는 10Mbps이며 통신량이 가끔씩 폭주하는 통신망의 경우에 매우 휼륭한 선택이라 할 수 있다. 하지만, 큰 통신망 부하에 대해서도 일정한 성능이 유지되어야 하는 경우에는 CSMA/CD 방식의 단점 때문에 Ethernet은 다른 LAN 구조만큼 효율적이지 않다.

Ethernet의 장점은 TCP/IP, IPX 등의 다른 프로토콜을 이용할 수 있다는 점과 미니컴퓨터와 고성능 워크스테이션 접근을 쉽게 구성할 수 있다.


10BASE2
10BASE5
10BASE-T

Cable
Thin Cable
Thick Cable
UTP

Topology
BUS
BUS
STAR

HUB
불필요
불필요
필요

전송거리
168m
500m
100m





10BASE-2 와 10BASE5는 Coaxial Cable을 사용하므로 T-Connector, Terminator 등의 장비가 필요하다.

● 10Base-5, 10BAse-2, 10Base-T, 10Base-F 용어설명
10Base-5, 10Base-2, 10Base-T, 10Base-F의 용어중 '10'은 10Mbps 속도를 의미하며, Base는 베이스밴드(Baseband)를 말하며, '5', '2', 'T', 'F'는 전송 물리 매체(케이블)를 말한다.

'5', '2' 는 동축케이블 방식이며 각각 500M, 200M의 거리를 의미하며, 전자는 Thick Ethernet, 후자는 Thin Ethernet으로 부른다. 'T'는 Twisted Pair 케이블을 'F'는 광파이버(Fiber Optic)를 전송미디어로 사용하는 것을 의미한다.

CSMA : Carrier Sense Multiple Access의 약어로 LAN의 각 클라이언트가 동시에 통신회선을 사용할 때 발생할 수 있는 충돌을 막아 주는 프로토콜이다. 통 신회선의 사용 여부를 반송파를 통해 진단한 후 패킷을 전송하는 방식으로, 네트워크의 부하가 크다는 단점이 있다.

Ethernet : 초당 10MB의 전송 속도, 2.8Km의 전송 범위, 50Ω의 동축 케이블을 사용 한 버스형 구조의 LAN을 의미한다. 기본적인 형태의 LAN을 의미한다고 받아 들여도 될 것이다. Ethernet에는 IEEE802.3이 사용된다.



2. Tocken Ring

● Tocken Ring의 역사
토큰 링은 LAN으로서 널리 쓰이는 또 다른 방법이다. 토큰 링의 역사는 IBM의 LAN제품 역사와 같이 한다. 1983년 IBM이 제품으로 구현함으로써 비로소 토큰링이 빛을 보게 되었다. 매체 액세스 방식으로서의 토큰링은, 69년 Newhall Loop에서 링(ring) 제어 기법을 적용한 이후, DLCN(Distributed Loop Computer Network), Pierce loop 등의 네트워크에서 이론적 기반이 형성된 후 10여 년이 지나서 IBM이 제품으로 구현함으로써 비로소 그 빛을 보게 된다. 현재의 토큰링에 관한 첫 공식적 내용은 IBM이 82년 3월 IEEE802 위원회에 제출한 4종의 자료에서 공개됐으며, 이어 82년 가을 'IEEE 컴퓨터 소사이어티' 회의에서 IEEE 802 사양을 제안했다. 토큰링 발전에 있어 가장 중요한 계기가 된 것은, 83년 스위스 제네바에서 있었던 텔레콤 전시회에서 3270 터미널, 8775 디스플레이 터미널, 3275 FEP 등의 토큰링 시제품을 선보인 것이었는데, 2년 후인 85년 10월에는 IBM PC와 더불어 토큰링 LAN의 효시라 할 수 있는 4Mbps 속도의 IBM PC 토큰링 네트워크를 발표했다.

당시 토큰링의 발표시에는 IBM Cable Type 3을 연결하는 MAU, IBM 토큰링 어댑터, NetBIOS 에뮬레이션 프로그램, 3270 SNA 에뮬레이션 프로그램, APPC/PC 등이 함께 발표됐다. 또한 86년 4월에는 동축케이블과 광케이블용 리피터, PC Adapter II, 저가격의 데이터 전송 케이블인 Type 9 케이블, 복수 개의 링을 연결하는 브리지 프로그램, 네트워크 매니저 프로그램 등이 선보여 다양한 접속 방식을 제시했고 제품으로서의 구색을 갖췄다. 85년 제품이 처음 공개된 이래 IBM은 토큰링 네트워크를 끊임없이 개선해 88년 11월에는 16Mbps 토큰링 LAN을 공개했다.

● Tocken Ring의 구조
Star형 Ring Topology 형태이며, 전송속도는 4Mbps~16Mbps이다. 동축케이블, 광케이블 등을 전송매체로 사용하며, 토큰 패싱(Token Passing)을 액세스(Access) 방식으로 하며 IEEE802.5 위원회에서 표준으로 규정했다.

토큰(Token)은 미리 결정된 비트들로서 노드가 케이블을 접근할 있도록 해준다. 항상 토근이 있어야지만 데이터의 전달이 가능하다. (예를 들어서 버스를 타기 위해서 반드시 토큰이 있어야 하듯이 데이터도 원하는 곳을 가기 위해서는 부여된 토큰이 있어야지만 데이터의 이전이 가능하다.)



3. FDDI(Fiber Data Distributed Interface)

LAN 기술에서 얼마전까지 우리에게 알려진 가장 빠른 통신 방법은 광 파이버 (Fiber Optics)를 사용한 100Mbps 속도의 FDDI방식이다. 그러나 2년전부터 Fast Ethernet과 ATM 기술이 소개되었다.

● FDDI의 역사
FDDI의 역사는 1982년 10월 미국 표준협회(ANSI) X3T9.5 커미티에서 초고속 광 LAN - FDDI 초안이 발표되었고 꽤 시간이 경과된 1990년 말이 되어 OSIRM(OSI 참조 모델)의 물리층(Physical Layer), 데이터링크 층(Data Link Layer)에 대한 FDDI 스펙이 결정되었다. 표준 제정이 지연된 것은 SMT(Station Management Type) 확정이 늦어진데 기인되었다. 현재는 FDDI II 표준을 제정하고 있다. FDDI II는 16개의 6Mbps 채널로 FDDI를 액세스하여 음성, 화상 데이터도 기존 FDDI I에서의 데이터 처리 부분과 함께 수행하도록 하는 문제와 실시간 처리에 따른 전송 속도의 보장 측면을 강화시킨 스펙이다.

● FDDI의 구조
Fiber Optic를 매체로 사용한 100Mbps 통신 속도의 FDDI는 이미 널리 알려져 있고 백본 LAN으로 많이 사용하고 있다. FDDI는 100Mbps 대역폭을 이증 광 케이블로 연결하는 구조로 접속 형태는 링 형태로 엑세스 제어(Access Control)는 토큰 방식을 채택하며 이중의 링 구조를 가지는 LAN 구조로서 전송매체로 광섬유를 사용한다. FDDI가 고속으로 작동하지만 여러 면에서 Token Ring과 유사하다.

FDDI와 Token Ring은 많은 특성을 공유하는데 토폴로지(Ring), 매체액세스 기술(Token Passing) 등을 예로 들 수 있다. FDDI의 가장 중요한 특징중 하나는 전송매체로 광섬유를 사용하는 것이다. 광섬유는 보안성, 신뢰성, 속도 등에서 동선에 비해 유리하다. FDDI는 두가지 형태의 광섬유를 사용하는데 Single-Mode와 Multi-Mode 이다. Mode는 일정한 각도로 광섬유에 들어오는 광선의 묶음으로 생각할 수 있는데 Single-Mode 광섬유는 한가지 Mode의 광선이 광섬유를 타고 전파되고 Multi-Mode 광섬유는 여러 Mode의 광선이 전파된다. Single-mode 광섬유는 Campus Backbone에 흔히 쓰이고 Multi-Mode 광섬유는 Workgroup을 연결하는데 사용된다. Multimode에서는 LED(Light-Emitting Diode)를 광원으로 사용하며 Single-mode에서는 일반적으로 레이저가 사용되며 Multi-Mode보다 먼 거리까지 신호를 전달할 수 있다.

FDDI는 통상의 10Mbps Ethernet, 4 혹은 16 Mbps 토큰링 LAN에 비해 처리 대역이 10배정도 크고 또 LAN 거리를 최대 200km 링으로 구축할 수 있어 광대한 지역의 LAN과 고속 백본 LAN의 해결책으로 중요한 위치를 차지하고 있다.

● FDDI의 특성

Fiber Optic를 매체로 사용한 100Mbps 통신 속도의 FDDI는 이미 널리 알려져 있고 백본 LAN으로 많이 사용하고 있다.
FDDI는 100Mbps 대역폭을 이증 광 케이블로 연결하는 구조로 접속 형태는 링 형태로 엑세스 제어는 토큰 방식을 채택하고 있다. 통상의 10Mbps Ethernet, 4 혹은 16 Mbps 토큰링 LAN에 비해 처리 대역이 10배정도 크고 또 LAN 거리를 최대 200km 링으로 구축할 수 있어 광대한 지역의 LAN과 고속 백본 LAN의 해결책으로 중요한 위치를 차지하고 있다.

4. OSI 7 Layer

오늘날의 네트워크 연결에 있어서 OSI(Open System Interconnection) 표준 모델은 개방형 시스템의 모든 데이타 통신에 있어서 기준이 되고 있다. 이 OSI 모델은 7 Layer 모델로 더 널리 알려져 있으며 시스템 상호간의 호환성을 보장하는데 전 세계적인 기준이라 할 수 있다.

전체가 일곱개에 이르는 계층 즉 Layer로 되어있으며 각 계층은 데이터 통신의 부문별 기능을 수행한다. 각 계층은 바로 그 상위 또는 하위 계층과 통화할 수 있을 뿐 다른 계층으로 넘어갈 수 없다. (예를 들어서 Data Link Layer는 Network Layer와 Physical Layer만 통신을 할 수 있지만, 이를 무시하고 Transport Layer와 직접 통화할 수 없다.)



Application Layer (Layer 7)

Presentation Layer (Layer 6)

Session Layer (Layer 5)

Transport Layer (Layer 4)

Network Layer (Layer 3)

Data Link Layer (Layer 2)

Physical Layer (Layer 1)




● Application Layer (Layer 7)
최종 사용자의 응용처리과정을 지지하는 정보서비스를 제공하며 또한 응용간들의 어떠한 통신도 관리한다.

이 계층은 사용자 어플리케이션을 작동시키는 이전 단계로 보면된다. 따라서 작동중인 각 사용자 프로그램 자체에 거의 대부분이 할당된다.

● Presentation Layer (Layer 6)
각 Application 사이에서 교환된 정보를 응용처리 과정에서 해석할 수 있도록 한다.

이 계층은 사용자에게 보여지는 글자 또는 데이터의 형식 즉 포맷(Format)을 규정한다.

● Session Layer (Layer 5)
상호연동하는 응용처리 과정사이의 대화를 지지할 필요가 있을 때 다른 시스템들과 함께 통신세션을 설정한다.

이 계층은 사용자간의 또는 사용자와 서비스간의 가상적인 연결에 관련된 기능들을 수행하여 주로 액세스, 보안, 로그인, 로그아웃을 제어한다.

● Transport Layer (Layer 4)
정보의 상호교환을 위한 투과적인 전송로를 제공하며, Application에 대한 적절하고 신뢰적인 전송상태를 유지하게 된다. 상위계층에 제공되는 서비스들은 네트워크의 기저구조에 무관하며, 기본적으로 Transport Layer사용자와 네트워크 사이의 연결자로써 적용된다.

이 계층에서는 전체 메세지가 전송을 위한 패킷으로 변환되던가 또는 반대로 수신되는패킷이 메세지로 변환되는 작업이 수행된다.

● Network Layer (Layer 3)
최종 시스템간의 접속을 설정, 유지, 종료하며 모든 주소 지정, 경로 선정 및 망기능 선택을 관리한다.

여러개의 네트워크간에 패킷을 노드에서 부터 다른 노드로 전달하고 유통 시킨다. 동시에 노드간의 연결이 붕괴되었는가 점검하고 만약 붕괴되었으면 복구시키는 작업이 수행된다.

● Data Link Layer (Layer 2)
전송을 동기화하며 오류들을 정정하며 정보를 으로 전송시킨다.

데이타 묶음을 페킷안으로 정렬시켜 오류없이 조작 할 수 있는 것으로 만들어 추후 네트워크가 조작할 때 오류없는 것으로 인식하도록 해주며 지점과 지점간의 번지수를 지정하는 방식을 정의한다.

● Physical Layer (Layer 1)
통신매체에 대해 전기적, 기계적인 인터페이스를 다루며 접속, 통신 및 접속해제를 위한 과정을 포함하고, 데이터를 통신매체와 조화할 수 있는 신호를 바꾼다.

전기적 또는 물리적 변수들을 결정하여 그 안에서 데이타비트 들이 표시될 수 있도록 한다.



이 일곱 계층들은 네트워크 안에서 어떻게 컴퓨터 데이타들이 한지점에서 다른 지점으로 이동되는가를 정의하고 그 방법을 기술하여준다.

Router, Bridge, Gateway들은 이계층들이 기초하여 정의된다.

Layer 1, 2, 3의 세 개의 Layer는 사용자의 네트워크 인터페이스 프로토콜(Interface Protocol)에 관한 사항으로 어떤 한 사용자가 데이타를 네트워크에 실어서 보내고자 하는 최종 행선지까지 데이터의 훼손 없이 보내는 문제들을 다룬다.

Layer 4, 즉 Transport Layer는 전체의 메세지들이 안전하고 훼손됨 없이 완벽하게 네트워크상에서 움직이는 기능을 수행한다. Layer 1, 2, 3과 Layer 5, 6, 7간의 Interface Issue이다.

Layer 5, 6, 7는 사용자/사용자절차 즉 Session, Application Programs, format 등에 관한 사항들을 규정하고 정립하는 역할을 담당한다.



5. OSI 7 Layer 이해하기

미국에 있는 친구에게 편지 보내는 일을 OSI 7 Layer를 적용시켜서 설명한 것이다. 미국에 있는 친구는 억울하게도 한국어를 모르며, 편지를 보내는 나 또한 영어를 모른다. (이 예제는 강사가 대학교때 시험에 나왔던 문제이기도 하다.)

5-1. Sending

● Application Layer (Layer 7)
편지를 쓰는 것을 의미한다.

● Presentation Layer (Layer 6)
한글로 작성한 편지를 미국 친구가 알아 볼 수 있게 영어로 변역하는 작업이다.

● Session Layer (Layer 5)
미국 친구의 집 주소를 적는 일이다.

● Transport Layer (Layer 4)

우체국에 편지를 접수시키기 위한 절차, 즉 배 또는 비행기 등의 운송수단을 결정하는 등의 일이다.

● Network Layer (Layer 3)
우체국에 있는 여러 편지들을 같은 목적지별로 분류하는 작업이다.

● Data Link Layer (Layer 2)
해당되는 목적지와 운송 방법에 따라 분류하며, 해당되는 목적지와 직접 연결이 되지 않는 경우 중간 경유지를 선택하여 분류하는 작업이다.

● Physical Layer (Layer 1)
실제적으로 편지가 배, 비행기, 자동자 등의 운송순단에 의하여 운송되는 것을 의미한다.



5-2. Receiving

● Physical Layer (Layer 1)
실제적으로 편지가 배, 비행기, 자동자 등의 운송순단에 의하여 운송되는 것을 의미한다.

● Data Link Layer (Layer 2)
중간 경유지를 거친 운송물과 그렇지 않은 운송물을 분류한다.

● Network Layer (Layer 3)
해당 주소지에 따라 각각의 편지를 각 우체국으로 분류하는 작업을 의미한다.

● Transport Layer (Layer 4)

각 우체국에서 주소에 따라 분류하는 작업을 의미한다.

● Session Layer (Layer 5)
우체부에 의해서 배달되는 작업을 의미한다.

● Presentation Layer (Layer 6)
편지를 보내는 과정에서 이미 작업을 하였을 경우에는 이과정은 필요가 없다. 만약에 작업을 하지 않았을 경우에는 한국어로 된 편지를 영어로 번역하는 작업을 해야 한다.

● Application Layer (Layer 7)
본인이 편지를 읽는다.


6. Protocol이란?

서로 약속된 통신규약을 의미한다. 통신이란 것은 방송과 달라서 서로 주고 받고자 하는데 목적이 있다. 서로 다른 방식으로 이야기한다면 서로 알아 듣지 못할 것이다. 그래서 서로 약속된 방식으로 통신하는 규약을 만든 것이다. 이것을 프로토콜이라 한다.

예를 들어서 우리가 사용하고 있는 언어도 휼륭한 프로토콜이라 할 수 있다. 미국인과 대화를 하고 싶을 경우에는 프로토콜 즉 사용하는 언어(한국어 혹은 영어)가 같아야지만 대화를 할 수 있다. 미국인은 영어로만 대화를 시도하고 한국인은 한국어로만 대화를 시도하다면은 의사소통을 할 수가 없다. 두사람은 하나의 언어를 사용해야지만 의사소통이 가능할 수가 있는 것이다.

Novell NetWare는 IPX/SPX, Windows NT는 NetBEUI, 인터넷에서는 TCP/IP라는 프로토콜을 사용한다.