정보 통신의 기초 2

02. 데이터 전송의 기초

01. 전송 모드

1) 직렬 전송과 병렬 전송

1. 직렬 전송
   • 한 개의 통신 선로를 이용하여 정보를 이루는 각 비트를 차례로 한 비트씩 전송하는 방식
2. 병렬 전송
   • 여러 개의 통신 선로를 이용하여 정보를 이루는 각 비트를 동시에 전송하는 방식
3. 직렬 전송과 병렬 전송의 비교
   • 직렬 전송
     • 원거리 전송에 적합함
     • 전송 속도가 느림
     • 데이터 통신에 주로 사용
     • 통신 회선 비용이 저렴함
     • 병렬 변환 회로가 필요함
   • 병렬 전송
     • 근거리 전송에 적합함
     • 전송 속도가 빠름
     • 주변 장치(프린터)에 주로 사용함
     • 통신 회선 비용이 비쌈
     • 병렬 변환 회로가 필요 없음

2) 전송 방향

1. 단방향 통신(Simplex)
   • 한쪽 방향으로만 데이터 전송이 이루어지는 방식
   • 상태 시스템의 응답이 필요 없는 업무에 사용함
   • 실시간 파일이나 데이터베이스 연계에도 사용할 수 없음
2. 반이중 통신(Half-duplex)
   • 교대로 송수신하는 방식
   • 반환 시간(Turn Around Time)이 가장 김
3. 전이중 통신(Full-Duplex)
   • 동시에 송수신하는 방식
   • 통신 속도가 가장 빠름
   • 통신 회선이 4선식이어야 함
   • 전이중 통신이 되면 단방향, 반이중 통신이 모드 설정에 따라 모두 구현이 가능함

3) 두 개의 CPU를 사용하는 통신 시스템

1. 듀얼 시스템(Dual System)
   • 컴퓨터 장애로 인한 작업 중단을 방지하고 업무 처리의 신뢰도를 높이기 위해 2개의 CPU가 같은 업무를 동시에 처리하여 그 결과를 상호 점검하면서 운영하는 시스템
   • 어느 한 시스템이 고장이 나더라도 남은 시스템으로 처리를 수행하는 처리 시스템
2. 듀플렉스 시스템(Duplex System)
   • 한쪽의 CPU가 가동 중일 때 다른 한 CPU는 대기하게 되며, 가동 중인 CPU가 고장이 나게 되면 즉시 대기 중인 다른 CPU가 가동되어 장애가 복구될 때까지 업무를 처리하도록 하는 시스템

4) 동기 전송(동기화)

1. 동기식 전송(Synchronous Transmission)

• 송수신 측이 데이터를 송수신 할 때 송수신 시간을 연속적으로 맞추어 전송함
• 전송할 데이터의 프레임으로 구성하며 동기 문자를 추가하여 전송함
• 대량의 데이터를 고속으로 전송할 때 사용함
• 동기식 프레임 구조(전송 방향 ->)
  • SYN / 오류 제어 / 실제 데이터(대량의 비트열) / 제어 영역 / SYN

2. 비동기식 전송(Asynchronous Transmission)

• 송수신 측이 데이터를 송수신 할 때 송수신 시간을 간헐적으로 맞추어 전송함
• 전송할 데이터를 문자(5 ~ 8bit) 단위로 전송하며 시작 비트와 스톱 비트를 앞뒤에 추가하여 전송함
• 소량의 데이터를 저속으로 전송할 때 사용함
• 조보 동기, Start/Stop 동기라고도 함
• 비동기식 프레임 구조(전송 방향 ->)
  • Stop / 실제 데이터(5 ~ 8비트) / 오류 제어 / Start

3. 동기식 전송과 비동기식 전송의 비교

• 동기식 전송
  • 연속적으로 시간을 맞춤
  • 휴지 시간이 없음
  • 동기 문자(SYN)가 필요함
  • 종속적 전송
  • 프레임 단위(BSC, HDLC) 전송
  • 2,000[bps] 이상의 고속 전송
  • 대량의 데이터 전송
• 비동기식 전송
  • 간헐적으로 시간을 맞춤
  • 휴지 시간이 있음
  • Start/Stop 비트가 필요함
  • 독립적 전송
  • 문자 단위 전송
  • 2,000[bps] 이하의 저속 전송
  • 소량의 데이터 전송

4. 전송 효율

• 전송하려는 정보 비트를 목적지까지 전달하기 위해 추가되는 제어 비트의 비율을 나타냄

전송 효율 = 정보 비트 / 전송 비트 × 100, 전송 비트 = 정보 비트 + 제어 비트

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02. 네트워크 연결 형태(네트워크 토폴로지)

1) 점대점형(Point-to-Point Type)

• 두 개의 컴퓨터가 하나의 회선을 통해 직접적으로 연결된 방식
• 전용 회선, 직통 회선, 직선 회선이라고도 함

2) 멀티포인트형(Multi-point Type, Star형)

• 하나의 컴퓨터가 여러 개의 회선을 통해 단말기에 직접적으로 연결된 방식
• 중앙에 호스트(Host) 컴퓨터가 있고 이를 중심으로 단말기(Terminal)들이 연결되는 중앙 집중식의 네트워크 구성 형태
• 각 단말 노드가 허브라는 네트워크 장비에 점 대 점으로 연결되어 있는 구성 형태
• 소규모의 네트워크 설치 및 재구성이 간편함
• 중앙 허브가 고장이 나면 전체 네트워크에 영향을 끼침

3) 멀티드롭형(Multi-drop Type, Bus형)

• 하나의 고속 회선을 통하여 여러 개의 컴퓨터가 연결(공유)되어 있는 방식
• 터미네이터가 필요한 버스형 토폴로지는 전송 회선이 단절되면 전체 네트워크가 중단됨
• 구조가 간단하기 때문에 설치가 용이하고, 비용이 적게 듦
• 통신 회선에 컴퓨터를 추가하고 삭제하기가 용이함
• 컴퓨터를 무분별하게 추가할 경우 통신 성능이 저하됨
• 통신 회선의 특정 부분이 고장나면 전체 네트워크에 영향을 끼침

4) 루프형(loop Type, Ring형)

• 단말 노드가 양쪽의 컴퓨터와 점 대 점으로 연결되어 고리처럼 순환형으로 구성된 형태
• 원형의 고속 회선에 루프형으로 연결되어 있는 방식으로 LAN의 기본형에 가장 많이 사용되는 방법
• 한 컴퓨터가 절단되어도 우회로를 구성하여 통신이 가능한 형태
• FDDI는 광케이블로 구성되며 Ring형을 사용함

5) 망형(Mesh Type, 그물형)

• 모든 노드(교환기, 컴퓨터)가 연결되어 있는 방식
• 회선 수가 가장 많음
• 완전 연결 시에 회선 수 = n(n-1) / 2, 노드 수가 5개이면 완전 연결 시에 회선 수는 5(5-1) / 2 = 10
• 일반적으로 교환기끼리의 연결 구조

6) 트리형(Tree Type)

• 하나의 부모 컴퓨터(부모 노드)와 여러 개의 자식 컴퓨터(자식 노드)를 연결한 형태
• 맨 처음의 부모 컴퓨터를 루트 컴퓨터라고 함
• 나무를 뒤집어 놓은 형태라 해서 트리형이라고 함
• 허브 장비가 필요한 트리 토폴로지는 네트워크 관리가 용이함
• 트리형은 여러 개의 허브 장비를 이용하여 연결함
• 허브만 준비되어 있다면 많은 단말 노드를 쉽게 연결이 가능함
• 모든 통신이 허브를 통해서 이루어지므로 스타형처럼 허브가 고장나면 연결된 단말 노드는 통신이 제한됨

7) 교환 형(Switch Type)

• 모든 컴퓨터는 하나의 교환기에 접속하여 데이터들을 교환하는 방식
• 교환기가 처리할 수 있도록 데이터 수신 컴퓨터의 주소와 데이터 형식, 즉 프레임화 해야 함

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03. 데이터 전송 코드

1) 전송 코드의 종류

• Baudot Code : 5비트, 2⁵=32개 문자 표현
• ASCII Code : 7비트, 2⁷=128개 문자 표현, 데이터 통신용 코드
• BCD Code : 6비트, 2⁶=64개 문자 표현
• EBCDIC Code : 8비트, 2⁸=256개 문자 표현, 데이터 통신용 코드

2) ASCII Code의 특징

• 7비트로 구성되어 있음
• 1개의 패리티 비트를 추가하여 사용되기도 함
• 대표적인 데이터 통신용 코드
• 알파벳이나 숫자가 순차적 코드로 되어 있음
• 영문자의 대소문자가 구분됨
• 정보 문자와 제어 문자로 구분됨
• 제어 문자는 전송 제어 문자, FORMAT 제어 문자. 정보 분리 문자, 장치 제어 문자가 있음

3) ASCII Code의 전송 제어 문자

전송 제어 문자	설명
SOH	머리말의 시작을 의미
STX	본문의 시작 혹은 머리말의 종료
ETX	본문의 종료
ENQ	링크 설정 요청, 상대국의 응답을 요청
ACK	긍정적인 응답, 다음 프레임 요청
NAK	부정적인 응답 및 재전송 요구
SYN	동기 문자
ETB	블록의 종료
EOT	전송의 종료, 링크 해제 요청
DLE	보조적인 제어 문자, 전송 제어 문자 구분, 데이터 투과성