클라우드 기초 1주차

클라우드 기초 1주차

정보통신의 정의는 다수의 통신 수단을 활용하여 정보를 필요로 하는 대상과 주고받는 행위이다.
데이터는 분석, 참조를 목적으로 수집한 자료이며 정보는 특정한 목적을 달성하기위해 가공 및 의미를 부여한 데이터이다.

정보통신의 목표는 정확하고, 효율적이여야하며, 보안을 중시해야한다.

정보통신의 주요 요소는 송신자,수신자,전송매체,프로토콜이 있다.
 송신자 : 정보를 생산하여 보내는 사람, 장치, 컴퓨터, 노드
 수신자 : 정보를 받아서 처리하는 사람, 장치, 컴퓨터, 노드
 전송매체 : 송신자가 수신자에게 정보를 보낼 때 사용하는 물리적 경로 및 수단
 프로토콜 : 다수의 송신자와 수신자 사이에서 정보통신을 원활하게 하기 위한 상호간의 규칙 혹은 약속
 (다수가 아니더라도 개인간의 통신일 수도 있다.)

네트워크의 정의

Net + work : 그물의 형태로 얽혀 임의의 일을 하는 행위
송신자의 메세지를 수신자에게 전달하는 과정으로 한 지점에서 원하는 다른 지점까지 의미 있는 정보를 정확하고 빠르게 상대방이 이해할 수 있도록 전송하는 것

인터넷 ( inter + net ) : 망과 망 사이의 통신
인트라넷 ( intera + net ) : 단일 망내 통신, 외부망 차단, 특정 직원만 접근, 회사간 외부유출 금지 목적으로 쓰임

네트워크 토폴로지 : 네트워크의 요소들을 물리적으로 연결해 놓은 것 혹은 방식
(데이터 통신을 위해 연결된 정보 단말장치들의 연결 상태)

망형(메시형)
 모든 디바이스들이 점대점으로 연결
 하나의 통신 회선이 고장나더라도 전체 네트워크에는 영향이 없다.
 모든 디바이스들을 연결해야 하므로 작업공간이 많이 필요하고 설치 비용이 높음
 키워드 : 서로 연결된 그물망

성형(스타형)
 각각의 디바이스가 중앙시스템(허브)에 점대점 방식으로 연결
 LAN에서 많이 사용하는 구조
 새로운 디바이스 추가가 용이함
 중앙 제어 노드가 통신상의 모든 제어를 관리하므로, 중앙 제어 노드 장애시 전체 네트워크 정지(서버 문제시 모두 차단)
 키워드 : 중앙컴퓨터

트리형
 나무가 가지를 뻗어 나가듯 방사형으로 펼쳐지는 형태
 관리가 쉽고 확장이 편리
 특정 디바이스가 고장나면, 해당 계층 이하 디바이스는 동작불가
 병목현상(특정 노드에 트래픽 집중)이 발생하면 네트워크 속도 저하
 키워드 : 나무처럼 뻗은 형태

버스형
 네트워크 상의 모든 디바이스들이 하나의 케이블에 연결되어 있음
 구조가 간단하고, 설치비용이 낮음, 디바이스 추가 및 삭제가 용이함.
 끝 단에 신호 반사를 막기 위해 터미네이터를 사용
 한 회선 안에 너무 많은 디바이스가 연결되면 통신 성능 저하(병목현상)
 장애 발생 시 위치 추적이 어렵고, 전체 네트워크에 영향을 줌.
 키워드 : 일짜형태 및 양쪽 끝이 터미네이터

링형
 버스 톨로지와 구조 및 장단점이 유사함.
 양 끝단이 서로 연결되어 있어 링 형태를 이룸
 네트워크 구성의 변경이 어려움
 회선에 장애 발생 시 전체 네트워크 사용 불가
 키워드 : 원형으로 이뤄져있음

하이브리드형
 두 가지 이상의 토폴로지가 혼합된 네트워크 형태
 각 토폴로지의 단점들을 보완하여 필요에 따라 구성함.
 키워드 : 혼합

데이터 전송 방식에 따른 분류

회선교환망(아날로그 통신)
 전화 교환수가 물리적으로 회선을 꼈다 뺐다 하며 통화하는 사람을 직접적으로 연결해주는 방식
 회선을 독립적으로 사용 가능
 보안성은 매우 높다고 볼 수 있다.
 데이터를 실시간으로 처리하고 대량 데이터 전송 시에 적합함
 독립적 회선을 구축해야 하므로 설치비용이 높다
 한 회선이 처리할 수 있는 데이터의 양이 낮음으로 전송효율이 떨어짐
 한 회선을 지속적으로 점유함으로 네트워크 효율이 떨어짐

패킷교환망(디지털통신)
 선을 뽑거나 교환하지 않은 채로 네트워크 상 데이터만 이동하는 통신 형태로 회선교환망의 단점을 극복
 데이터를 작은 패킷단위로 나눠서 목적지 까지 전달
 패킷교환망 선로 위에는 여러개의 패킷이 공존하며, 패킷안에 목적지의 주소 정보 내장
 Switch는 효율적인 경로로 안내
 설치비용은 낮고, 한 회선의 처리 데이터량이 높아 전송효율이 높다.
 하나의 전송로를 여러 패킷이 공유하여 사용 가능

통신 방식에 따른 분류

유니캐스트
 서버가 클라이언트와 1:1로 통신하는 방식

브로드캐스트
 로컬LAN내에 있는 모든 디바이스에 데이터를 보내는것
 1:모두에게 통신하는 방식

멀티캐스트
 특정 그룹에만 한 번에 전송
 1:특정 다수로 통신하는 방식

규모와 범위에 따른 분류
 근거리 통신망(LAN),(Local Area Network or Campus Network)
 집,학교,사무실 등 10km 이내 거리의 단말기들이 빠르게 통신할 수 있도록 구성된 통신망
 캠퍼스 네트워크라고도 불림

대도시 통신망(MAN),(Metropolitan Area Network)
 도시 규모의 거리 안에 있는 단말기들을 연결한 통신망
 여러개의 LAN들이 연결되어 있는 형태

원거리 통신망(WAN),(Wide Area Network)
 국가나 대륙과 같은 매우 넓은 지역을 연결하는 통신망
 여러 개의 MAN들이 연결되어 있는 형태

전송매체에 따른 분류 - 유선전송매체

이중나선 케이블
 피복안에 이중으로 꼬여 있는 형태
 아날로그,디지털 모두 통용
 가장 저렴하고 대중적인 케이블
 고속전송에는 부적함
 UTP/FTP/STP로 분류됨

동축 케이블
 중앙에 위치한 와이어, 와이어를 둘러싼 차폐용 그물망으로 구성
 큰 대역폭을 지원
 고속전송에 적합하나 가격이 비쌈

광케이블
 유리섬유를 이용하여 주파수 신호를 빛의 펄스로 변환
 빛의 각도를 조절하여 한 번에 대량의 데이터를 전송 가능
 외부간섭이 거의 없음
 단방향 전송만 가능
 매립 설치해야함으로 구축비용이 비쌈

전송매체에 따른 분류 - 무선전송매체

공기 중으로 전파되는 전자파를 매개로 하여 데이터를 전송하는 방식
전자파의 파장 종류 및 주파수 대역에 따라 특징이 달라지므로, 목적에 따른 주파수 범위 선택

헤르츠(Hz): 단위시간(1초) 동안 생성되는 사인(Sign)파의 수를 나타내는 단위
가청 주파수 : 16Hz ~ 20kHz

저주파 : 초당 생성되는 사인파 수가 적음(주파수 낮음, 멀리감)
고주파 : 초당 생성되는 사인파 수가 많음(주파수 높음, 짧게감)

통신회선 접속방식

점대점 회선 방식(Point-to-Point Line)
 컴퓨터 시스템과 단말기를 전용 회선으로 직접연결
 두 장치간 전용 링크 활용
 채널의 전체 용량은 두 기기간의 전송을 위한 용도로만 사용
 주로 고속 통신/처리에 이용됨
 빠른 응답이 장점이고, 회선구축에 많은 비용이 든다는 단점이 있다.

다지점 회선 방식(multiporint Line)
 컴퓨터시스템에 연결된 전송회선 1개에 여러 단말기에 공유
 단말을 위한 채널의 할당은 시간적으로 분리됨
 USB허브를 통한 주변 장치 연결

폴링(polling)
 단말기에서 컴퓨터로 데이터를 전송할 때 사용
 컴퓨터가 단말에 감시 신호를 보내
송신할 데이터가 있는지 주기적으로 검사
 경쟁(Contention)
 단말 장치가 서로 경쟁하면서 회선에 접근하는 방법
 가장 간단하지만 효율적이지 않음
 선택(Selection)
 컴퓨터에서 단말에 데이터를 전송할 때 주로 사용
 송신되는 데이터에 단말의 주소를 명기

다중화 전송

개념
 Multiplexing
 하나의 통신선로를 여러 가입자가 동시에 이용
 전송로 하나에 여러 개의 데이터를 같이 보냄
 다중화 장치와 컴퓨터 사이는 고속의 대용량 회선으로 연결
 전송로의 이용 효율이 매우 높음
 통신선로의 설치 공사비 절감 및 유지보수가 용이함

종류
 주파수 분할 다중화(FDM) ★
 시분할 다중화(TDM) ★
 역다중화(DMUX)
 파장 분할 다중화(WDM)
 코드 분할 다중화(CDMA)

주파수 분할 다중화(FDM / FDMA)
 Frequency Division Multiplexing / Multiple Access
 하나의 전송로를 여러개의 주파수를 이용하여 다수의 단말이 사용함 (브로드밴드)
 채널 간에 상호 간섭을 막으려면 보호 대역이 필요(Guard)

브로드밴드(광대역): 아날로그 신호를 다수의
주파수로 나누어 하나의 채널로 전달

내로우밴드(협대역): 일반적으로 음성신호 대비
대역폭이 좁은 대역

베이스밴드: 변조되기 이전 혹은 원래 신호

시분할 다중화(TDM, TDMA)
 Time Division Multiplexing / Multiple Access
 하나의 전송로를 여러 개의 시간으로 나누어 다수의 단말이 사용
 전송로 대역폭 하나를 시간 슬롯으로 나눠서(시간 분할) 사용
 상호 간섭을 방지하기 위하여 사용되는 가드(guard) 시간 간격을 추가
 내부에 버퍼 기억 장치가 필요

동기식 시분할 다중화(Synchronous TDM)
 모두 동일한 시간 간격으로 분할
 대역폭 낭비를 초래

비동기식 시분할 다중화(Asynchronous TDM)
 전송 요구가 있는 채널에만 시간 슬롯을 할당하여 전송 효율 높임
 똑같은 시간에 많은 양의 데이터 전송 가능
 동기식 대비 슬롯 할당을 위한 별도의 슬롯 필요하고 상대적으로 가격 비쌈

코드 분할 다중화(CDMA)
 Code Division Multiple Access
 스펙트럼 확산 다중화
 동일 주파수 대역에서 가장 용량이 큼

역다중화
 De-multiplexing(DMUX)
 하나의 신호를 여러 개로 나눠서 다수의 전송로로 전송

파장 분할 다중화(WDM)
 Wavelength Division Multiplexing / Multiple Access
 광케이블에서 하나의 광섬유를 여러 개의 빛의 파장으로 나누어 다수의 단말이 사용