04. 근거리 통신(LAN : Local Area Network)

04. 근거리 통신(LAN : Local Area Network)

1. 근거리 통신 개요

(1) 근거리 통신 개념

- 동일 건물이나 공장, 학교 구내 등 제한된 일정 지역 내에 분산 설치된 각종 정보기기들 사이에서 통신을 수행하기 위해 구성된 최적화되고 신뢰성 있는 고속의 통신 채널을 제공하는 것

- 일반적으로 전송 거리가 약 50m 정도됨.

(2) 근거리 통신(LAN)의 특징

- 건물 내에서 데이터 통신을 위해 사용되고 공유 파일 서버, 프린터 공유 등을 위해서 사용됨.

- 이 기종 통신과 연결되어 데이터를 송수신 할 수 있음.

- 10Mbps에서 100Mbps의 속도로 데이터를 전송함.

- 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있음.

- 채널(Channel)

  - 데이터 통신을 위해서 통신 매체에서 제공하는 통로로 채널을 점유하여 통신이 이루어짐.

  - 채널의 가장 쉬운 예로 TV 채널의 11번, 9번, 7번 등이 있음. (TV를 볼 때도 채널을 점유해서 청취하게 되는 것)

- LAN의 주요 내용

목적	설명
자원 공유	- 원격지의 자원을 공유  - 복수의 사용자에게 독점적 사용권을 부여  - 사용자는 불편 없이 모든 자원을 효율적으로 사용
분산 처리	- 독립된 각 장비에서 계산과 작업을 처리  - 전체 시스템의 능력은 연결된 모든 컴퓨터의 능력에 따라 결정
분산 제어	- 분산된 지역의 독립적인 장치 간의 통신을 통하여 프로세스를 제어  - 높은 데이터 전송 속도, 신뢰도 유지
정보 교환	- Video 및 Voice 신호 전달  - Text 데이터 전달

(3) 근거리 통신의 장단점

- 장점

  - 전송되는 패킷 손실 및 지연이 적음

  - 사용자 간에 쉽고 빠르게 자료(문서, 동영상 등)를 공유할 수 있음.

  - 신뢰성이 높음.

  - 구축 비용이 적음.

  - 오류 발생률이 낮음.

- 단점

  - 전송 거리가 짧아서 거리에 제약이 있음.

  - UTP 및 광케이블로 구축되지만, 네트워크에 노드가 많아지면 충돌이 발생하여 성능이 떨어짐.

2. 근거리 통신에서 자원 공유

(1) 자원 공유 방법

- 근거리 통신에서의 파일 공유 및 프린터 공유

  - 공유를 원하는 폴더에서 마우스 오른쪽 버튼을 누르고 <속성> 선택

  - [속성] 창이 나오면 [공유] 탭에서 <고급 공유> 버튼을 클릭

(2) 자원 공유 검색

- 공유를 완료하고 근거리 네트워크에서 정상적으로 공유되는지 확인하기 위해서 윈도우의 net share 명령을 사용할 수 있음.

3. 근거리 통신 프로토콜

(1) ALOHA(Additive Links Online Hawaii Area)

- 중앙국의 제어 없이 무작위로 공통 전송 채널에 접속하는 경쟁 방식의 다원 접속 프로토콜

- 송신측 : 전송할 패킷이 있으면 언제든지 패킷을 송신한 뒤에 수신측으로부터 오는 확인 응답 신호를 기다림.

- 수신측 : 패킷이 수신되면 패킷의 오류를 검사한 후 확인 신호를 송신측으로 보냄.

- 송신측에서는 수신측으로부터 확인 신호가 도착하면 다음 패킷을 전송함.

- 패킷을 발생한 후 일정한 시간 내에 확인 신호가 들어오지 않으면 패킷이 손실된 것으로 인정하고 일정 시간 대기 후 재전송 시도

(2) Slotted ALOHA
- 중앙 제어국에서 보내 준 클럭 신호를 이용하여 모든 국들을 동기화시켜 패킷을 전송

- 패킷 충돌 확률을 감소시키고 성능을 개선함.

- ALOHA보다 전송 처리율이 2배나 높음.

- 주로 무선 LAN에서 사용

(3) CSMA/CD

- CSMA/CD 및 CSMA/CA는 Slotted ALOHA의 방식이 발전된 형태

- 전송을 바라는 스테이션이 전송 매체를 살펴서 다른 전송이 있는지를 조사하고, 상대 스테이션의 전송이 끝날 때까지 전송을 하지 않음.

- CSMA/CD(CSMA with Collision Detection) LAN

  - CSMA를 발전시킨 것

  - CSMA 방식에 충돌 감지를 빨리하고 충돌이 발생하면 즉시 검출하여 데이터 프레임의 송신을 중단하고 대기한 다음, 회선이 사용 중이 아닐 때 프레임을 재전송하는 방식

- CSMA/CD 동작 방식

① 충돌이 없는 경우

도표	설명
[A]      [B]        ↘  [C]      [D]	1. 전송을 원하는 호스트는 네트워크에 캐리어를 감지해 전송이 가능한지 검사함.  (예) 호스트 A는 호스트 D로 데이터 프레임을 전송
[A]      [B]   ↓──↕    [C]      [D]	1. 호스트는 전송이 가능할 경우 전송을 시작함.  2. 호스트 A에서 발생한 프레임은 공유 매체를 통하여 호스트 B, C, D로 Broadcast 됨.  3. 호스트 B, C는 목적지 IP 주소가 자기가 아니라는 것을 알면 바로 프레임을 폐기함.
[A]      [B]   ↕──↑    [C]      [D]	1. 호스트 D는 목적지가 자기라는 걸 알고 호스트 A에게 Unicast로 응답함.  2. 하지만 Shared Device Hub 네트워크에서는 유니캐스트와 브로드캐스트의 차이가 없음.

② 충돌이 발생하는 경우

도표	설명
[A]      [B]     ↖  ↗     ↙  ↘  [C]      [D]	1. 전송을 원하는 호스트는 네트워크에 캐리어를 감지해 전송이 가능하지를 검사함.  (예) 호스트 A는 호스트 D로 데이터 프레임을 전송하고, 호스트 B는 호스트 C로 데이터 프레임을 전송
[A]      [B]  └>☆<┘    [C]      [D]	1. 호스트 A에서 발생한 프레임과 호스트 B에서 발생한 프레임은 공유 매체에서 충돌을 발생시킴.
[A]      [B]  ↕─J─↕    [C]      [D]	1. 충돌이 발생되면 Jam Signal을 모든 호스트로 전송하여 충돌 발생에 대해서 알림.  2. Jam Signal을 받은 호스트들은 일정한 시간 후에 다시 전송을 시작함. 최대 15번까지 재전송함.

4. IEEE 802 위원회의 LAN 표준안

- IEEE 802 위원회 : LAN 관련 표준화를 수행하는 표준 기관

- IEEE

  - 1962년 설립된 미국전기전자기술자협회로, 전기 학회 및 무선 학회가 합병된 학회

  - LAN(Local Area Network) 표준을 정의하고 있음.

- 가장 대표적인 예로 무선 LAN 관련 표준이 있으며, 무선 LAN은 모두 802.11로 시작함.

  - IEEE 802 위원회가 무선 LAN을 위해서는 약 50m 전송 거리, 11Mbps 전송 속도 등을 요구 사항으로 정의했기 때문

  - 이 조건을 만족하는 무선 LAN 표준들로는 IEEE 802.11b, IEEE 802.11a, IEEE 802.11g 등이 있으며, IEEE 802.11 요구 사항은 좀 더 발전되어서 54Mbps, 100Mbps 등으로 변경되고 있음.

- IEEE 802 위원회 LAN 표준

표준	설명
802.1	상위계층 인터페이스와 MAC BRIDGE
802.2	LLC(Logical Link Control)
802.3	CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)
802.4	토큰 버스(Token Bus)
802.5	토큰 링(Token Ring)
802.6	MAN(Metropolitan Area Network)
802.7	광대역(Broadband) LAN
802.8	광섬유(Fiber Optic) LAN
802.9	종합 데이터 & 음성 네트워크
802.10	보안(Security)
802.11	무선 네트워크(Wireless Network)

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내용 출처 : 이기적 네트워크관리사 1·2급 필기 (임호진, 황성하 공저, 영진닷컴)