5단원 데이터통신 오답노트

• 모뎀 디아

  디지털 데이터 >>> 아날로그 신호 (반대도 가능)
  

  • 널 모뎀 RS-232 모뎀사용X 직접접속
  • 모뎀의 기능
    • 자동 응답
    • 자동 호출
    • Loop Test
    • Buffering X
  • 변조 방식 진주위 AFP Keying
    • ASK (진폭 편이 변조) (Amplitude-Shift Keying)
      • 진폭 변조 X 진폭 편이 변조 O
    • FSK (주파수 편이 변조) (Frequency-Shift Keying)
    • PSK (위상 편이 변조) (Phase-Shift Keying)
      • 동기식 모뎀에서 주로 사용
      • 각각 다른 위상에 0 또는 1 할당
      • QAM, DPSK, QDPSK, ODPSK
    • QAM (진폭+위상 변조) (Quadrature Amplitude Modulation)
      • 비트 전송률을 높이기 위함
      • coherent (동기 검파 방식) 으로 검출

• QPSK (Quadrature PSK)
  • 4위상 편이 변조
  • 360도 / 4 = 90도

• PCM에서 ISI를 측정하기 위해 eye pattern을 이용하는데 눈을 뜬 상하의 높이는 잡음의 여유도를 의미

• 펄스 코드 변조 (PCM) 방식

  표본화 >>> 양자화 >>> 부호화
  

  • 표본화
    • PAM 신호 (표본화에 의해 검출된 신호, Pulse Amplitude Modulation)
    • 샤논의 표본화 이론
      • 표본화(샘플링) 횟수 = 최고주파수 * 2
  • 양자화
    • 신호의 진폭을 이산값으로 변화시키는 과정
    • 양자화 잡음
      • PAM 펄스의 아날로그 값
      • 양자화된 PCM펄스의 디지털 값
      • 차이
  • 부호화

• 파형부호화 (WaveForm) D PC M
  • PCM
  • DPCM
  • DM
  • LPC X

• 슬립 (slip)
  • 디지털 통신망을 구성하는
  • 디지털 교환기 사이에
  • 클록 주파수의 차이가 생기면
  • 데이터의 손실이 발생할 수 있음

• 주요 레지스터
  • 프로그램 카운터 (PC)
  • 명령 레지스터 (IR)
  • 누산기
  • 상태 (Status) 레지스터
  • MBR
  • MAR
  • 인덱스 레지스터
  • 시프트 레지스터

• 베이스 밴드 전송
  • 디지털 데이터를 변조없이 그대로 전송
  • NRZ-M
    • 베이스밴드 전송방식 중
    • 비트간격의 시작점에 항상 천이가 발생
    • 0의 경우에는 중간에서 천이가 없음
    • 1의 경우에는 중간에서 천이가 발생
  • Manchester
    • CSMA/CD LAN 에서 전송부호로 사용
    • 매 비트 구간에서 천이(신호반전)가 발생
      • 비트 1 : 고준위에서 저준위로
      • 비트 0 : 저준위에서 고준위로

• DSU D디디
  • 디지털 데이터 »> 디지털 신호
  • 신호의 변조과정 없이 단순히
  • 유니폴라 신호를 바이폴라 신호로
  • 변환하는 기능만 제공
  • 모뎀이 필요 없음

• TMN(Telecommunication Managment Network)
  • 통신망의 체계적인 운용 및 관리를 위한 계층
  • 네트워크 관리 계층 NML (Network Management Layer)
  • 망 요소 관리 계층 EML (Element Management Layer)
  • 망 요소 계층 NEL (Network Element Layer)

• 데이터 통신 시스템
  • ALOHA
    • 최초의 무선(라디오) 패킷 교환 시스템
    • 회선 제어방식 중 회선의 접근을 위해
    • 서로 경쟁하는 대표적인 방식

• 전송방식
  • 비동기식 전송
    • Start Bit 와 Stop Bit 를 사용해
    • Byte와 Byte를 구별하여 전송
    • 수신기는 자신의 클록신호를 사용하여
    • 회선을 샘플링하고 각 비트의 값을 읽어내는 방식
    • 한 문자를 전송할 때마다 동기화
    • 일반적으로 패리티비트를 추가해서 전송
    • 데이터가 전송되지 않을 때 회선은 휴지(idle) 상태
      • 예비(Reserve)상태가 X
    • 저속, 짧은 비트열을 사용
  • 동기식 전송
    • 프레임(전송데이터+ 제어정보) 단위
    • 블록 단위로 전송
    • 전송 효율이 좋음
    • 원거리 전송

• 통신 회선
  • 동축 케이블
  • 광섬유 케이블
  • 위성 통신 시스템 구성
  • 다중 접속 방식
    • FDMA
    • TDMA
    • CDMA
      • 주파수나 시간을 모두 공유하면서
      • 각 사용자에게 의사랜덤 시퀀스 할당
      • 수신측도 의사랜덤 시퀀스를 발생
      • 동기를 맞추고 수신된 신호를 역 확산하여 신호를 복원하는 방식
      • 코드를 부여하는 방식
      • 도심에서는 품질이 떨어진다 X

• 양자화 스텝수가 5비트
  • 양자화 계단수는 2의 5승

• 신호 대 잡음비 63
• 채널의 대역폭 8kHz
• C = 8K * log2(1+63)
• 8K * 6 = 48000 bps
• 샤논(SHANNON)의 전송용량
  • 잡음이 있는 채널의 전송속도는
  • 그 주파수 대역폭과 신호대 잡음비에 의해 결정됨
  • C = B log2 (1+S/N)
    • 전송용량 (Capacity)
    • 주파수 대역폭 (Bandwidth)
    • 신호 세기 (Signal)
    • 잡음 세기 (Noise)
    • 신호대 잡음비 : S/N
    • 전송용량을 증가시키기 위한 방법
      • 주파수 대역폭
      • 신호 세기
      • 신호대 잡음비 증가
  • B = 150, S/N = 15 이므로
  • C = 150 * log 2(1+15) = 150 * 4 = 600kbps

• 슬라이딩 윈도우 (Sliding Window)
  • 한번에 여러개의 패킷을 전송해
  • 효율이 좋음
  • 전송지연이 긴 선로에 적합
• HDLC(비트 위주 프로토콜) (High Level Data Link Control)
  • 프레임단위로 전송
  • 전송 효율과 신뢰성이 높음
  • Go Back N
  • 선택적 재전송 ARQ 사용
  • 투명성을 보장하기 위해 비트 스터핑(Bit Stuffing)을 수행
  • 반이중, 전이중 통신 모두 지원
  • 다양한 데이터 링크형태에 적용이 가능한 ISO에서 개발한 국제 표준 프로토콜
  • 프레임 구조
    • 플래그 (혼선을 방지하기 위해 시작과 끝의 동기를 제공, 01111110)
    • 주소부
    • 제어부 (프레임의 종류를 식별)
    • 정보부
    • FCS (오류검출을 위한 코드, 16혹은 32비트 = 2바이트 또는 4바이트)
      • CRC 방식을 위한
    • 플래그
  • 프레임 종류
    • 정보 (Information) 프레임
      • 사용자 데이터 전달을 위해
      • 피키백킹(piggyback) 기법을 통해
        • 수신측이 별도의 ACK(확인 응답)를 보내지 않고
        • 상대편으로 향하는 데이터 프레임에
        • 확인 응답을 포함시켜 전송
        • 상대편으로 향하는 데이터 전문을 이용하여 응답
      • 확인응답을 보낼 때 사용
    • 감독 (Supervisory) 프레임 감오흐
      • 정보필드(데이터)를 포함하지 않음
      • 오류제어, 흐름제어
    • 비번호 (Unnumberd) 프레임 비오링
      • 링크설정, 오류회복
  • 데이터 전송 모드 PPP 멀티포인트 AR NR AB
    • 표준(정규) 응답 모드 (NRM)
      • 멀티 포인트 불균형 링크에 사용
      • POLL (주국의 허가) 신호가 있을 때만 송신
    • 비동기 응답 모드 (ARM)
      • Point-to-Point 불균형 링크에 사용
    • 비동기 균형 모드 (ABM)
      • Point-to-Point 균형 링크에 사용

• OFDM (직교 주파수 분할 다중)
  • 하나의 정보를 여러개의 반송파로 분할
  • 분할된 반송파 사이의 주파수 간격을 최소화
  • 직교 다중화해서 전송하는 통신방식
  • 와이브로 및 디지털 멀티미디어 방송 등에 사용

• 주파수 다중화기
  • 주파수를 여러개로 분할
  • 변/복조 기능이 내장되어 있어 모뎀이 필요 없음
  • 상호 간섭을 방지하기 위한 보호대역(Guard Band) 필요
  • 누화, 잡음, 비동기식 전송
• 시분할 다중화기
  • 동기식 시분할 다중화기
    • 전송시간을 일정한 간격의 시간 슬롯으로 나눔
    • 주기적으로 각 채널에 할당
    • 전송할 데이터가 없는 경우에도
    • 고정적으로 일정한 시간폭이 제공되므로 효율성이 떨어짐
  • 비동기식 시분할 다중화기 (=통계적=지능) Statistical Time Division Multiplexing
    • 전송할 데이터가 있는 단말장치에만(동적) 시간폭을 제공하므로 전송효율이 높음
    • 데이터 전송량이 많아질 경우, 전송지연이 생길 수 있음
    • 복잡한 제어회로와 임시 기억장치가 필요하고 비쌈
    • 다중화된 회선의 데이터 전송률 < 접속장치들의 데이터 전송률 합

• 전송제어 문자(문자 위주 동기방식)
  • STX : 본문의 시작
  • EOT : 전송 종료 (긍정 응답 메세지)
  • ENQ : 상대편에 응답요구
  • DLE
    • 전송제어 문자임을 알리며
    • 문자의 투과성을 위해 삽입
    • 투명한 데이터(Data Transparent) 전달을 위함
  • ACK : 긍정 응답
  • NAK : 부정 응답

• 4상 위상변조이므로 2^2
• 2400 * 2 = 4800 bps

• I-프레임
  • HDLC에서 피키백킹(piggybacking) 기법을 통해 데이터에 대한 확인응답을 보낼 때 사용되는 프레임

• 다중화
  • 하나의 전송 링크를 통하여 여러 신호를 동시에 실어보내는 기술

• 데이터 링크 제어 프로토콜
  • SDLC : 전송 제어 문자 (문자 위주 동기 방식)
  • HDLC : 비트 위주 프로토콜

• 전송제어 절차
  1. 데이터 통신 회선의 접속
  2. 데이터 링크 확립 (논리적 경로 구성)
  3. 메시지 전송 (오류제어와 순서제어)
  4. 데이터 링크 해제
  5. 통신 회선의 절단

• 정 마크 방식
  • 2 out of 5 부호를 이용한 에러검출 방식

• 자동 반복 요청 (ARQ)
  • 통신경로에서 오류 발생시
  • 수신측의 오류의 발생을 송신측에 통보하고
  • 송신측은 오류가 발생한 프레임을 재전송하는
  • 오류제어 방식
  • 정지대기 (Stop and Wait ARQ)
  • 기다리는 방식
  • 정확한 수신여부를 매번 확인
  • 부정응답이 오면 바로 전에 송신했던 프레임만 재전송
  • 연속 ARQ
    • Go Back N ARQ
      • 오류가 발생한 블록 이후
      • 모든 블록을 재전송
    • 선택적 재전송 (Selective Repeat)
      • 오류가 발생한 블록만을 재전송
      • 복잡한 회로와 큰 용량의 버퍼가 필요
      • 연속적으로 전송하나
      • 수신확인은 각각에 대해 이뤄짐
  • 적응적 ARQ

• 패킷 교환 방식
  • 패킷으로 잘라서 전송
  • 재조립 하기 위해서 PAD 필요
  • 패킷별 오버헤드 발생
  • 전송량이 적은 경우에 적합 (트래픽이 적은경우는 아님)
  • 패킷을 작게 분할할 경우
  • 전체적인 전송지연시간이 줄어듬
  • 전송에 실패하면 재전송 기능
  • 속도나 코드변환이 가능
  • Clear Request Packet
    • 모든 패킷이 전송되면
    • 마지막으로 이미 확립된 접속을 끝내기 위해 이용
  • 저장-전달 방식을 이용
• 패킷 교환 방식의 종류
  • 가상 회선 방식
    • 통신회선을 미리 설정
    • 패킷의 처리를 빠르게
    • 물리적인 회선이 공유
    • 경로에 따라 순서적으로 패킷이 전송됨
    • 송-수신 순서가 같음
    • 회선 교환 방식의 공통점은 별도의 호 설정
    • 연결형 서비스 제공
  • 데이터그램 방식
    • 특정 경로 설정 없이 전송하는 방식
      • 패킷의 순서를 재구성해야함
    • 각 패킷이 목적지로 가기 위한 경로배정이 독립적으로 이루어짐
    • 짧은 메세지 전송에 적합함
• 패킷 교환망
  • 경로 선택 제어
  • 트래픽 제어
  • 에러 제어
  • 액세스 제어 X
  • 집중화 X
  • 패킷경로 설정 요소에는 정보도착지가 없음

• 짝수 패리티 방법
  • 전송 비트 내의 1의 갯수가 짝수가 되게하는 방법
  • 1의 갯수가 각각 3,5,4,3 이므로
  • 1의 갯수가 홀수인 문자 A,B,D 가 에러가 발생한 것
• 홀수 패리티 방법
  • 3, 5, 4, 3 이므로
  • 짝수인 문자가 에러가 발생한 것
  • 그러므로 C 가 에러발생

• 해밍코드 정정 1bit
  • 자기 정정 부호의 하나로
  • 비트착오를 검출해서
  • 1bit 착오를 정정하는 부호방식
  • 예를들어, 1101에서 1011로 받았다면 해밍거리는 2
  • 순방향 오류 정정 (Forward Error Correction) 에 사용되는 오류검사 방식
• 해밍거리
  • 해밍거리가 A 인경우 A >= 2b+1
  • 즉, b개의 오류를 정정할 수 있음
  • 7 >= 2*3 + 1 이므로 3개의 오류를 정정할 수 있음

• 오류
  • 지연 왜곡
    • 주파수에 따라 속도가 달라 생기는 오류
  • 상호 변조(간섭) 잡음
    • 서로 다른 주파수들이
    • 하나의 전송 매체를 공유할 때
    • 주파수 간 합이나 차로인해 생기는 잡음
  • 충격성 잡음
    • 충격에 의해 생기는 잡음
    • 순간적으로 높은 진폭에 의해 발생
  • 시스템적 왜곡
    • 전송 매체에서 언제든지 일어날 수 있는 왜곡손실, 감쇠 등
  • 누화 잡음
    • 인접한 전송매체의 전자기적 상호유도작용에 의해 생기는 잡음
    • 통화 중 다른 전화의 내용이 함께 들리는 현상

• 패리티비트는 항상 1개의 에러를 검출할 수 있음

• 메시지 교환 방식
  • 메시지 단위로 축적. 전달하는 방식
  • 각 메시지마다 전송 경로가 다름
  • 수신측 주소를 붙여서 전송
  • 속도나 코드 변환이 가능함
  • 전송 지연시간이 매우김
  • 메시지를 일단 저장한 후
  • 다음 노드로 가는 링크가 비어있으면
  • 전송해나가는 교환방식

• 경로 설정 방식
  • 고정 경로 제어
    • 상대방에 미리 붙여둔 번호를 해석해
    • 경로를 미리 정해놓은 방식
  • 적응 경로 제어
    • 전송 경로를 동적으로 결정하는 방식
  • 범람 경로 제어 (Flooding, 플러딩)
    • 네트워크 정보를 요구하지 않고
    • 송-수신처 사이에 존재하는
    • 모든 경로로 패킷을 전송
      • 다른 모든 링크로 복사하여 전송

• 경로 설정 프로토콜
  • IGP
    • 하나의 자율 시스템 내 라우팅에서 사용되는 프로토콜
    • RIP
      • 소규모 네트워크에서 사용
      • 패킷을 목적지까지 전달하기 위해 사용
    • OSPF
      • 대규모 네트워크에서 사용
      • 네트워크의 변화가 있을 때에만 갱신
  • EGP
    • 여러 자율시스템 간
    • 라우팅에 사용되는 프로토콜
  • BGP
    • AS(Autonomous System)간 라우팅 테이블을 전달하는데 주로 사용

• CSMA(Carrier Sensing Multiple Access)/CD(Collision Detection)
  • 자유 경쟁으로 채널 사용권을 확보하는 방법
  • 노드간의 충돌을 허용하는 방법
  • 전송 중에 충돌이 감지되면 패킷의 전송을 즉시 중단한 후
  • 모든 스테이션들이 알 수 있도록 통신 신호를 송신
  • 노드 장애가 시스템 전체에 영향을 주지 않으며
  • 장애처리가 간단함
  • 알고리즘이 간단하여 쉽게 구현
  • 버스형 또는 계층형에서 이용
  • 전송량이 매우 적을 때 매우 효율적
  • 전송량이 많아지면 충돌이 잦아짐
  • 일정 길이 이하의 데이터를 송신할 경우 충돌을 검출할 수 없음
  • 어느 한 기기에 고장이 발생해도 다른 기기에 영향 X
  • 지연시간을 예측하기 어려움
  • CS : 통신 회선이 사용중인지 점검
  • MA : 통신 회선이 비어있으면 누구든지 사용가능
  • CD : 데이터 프레임을 전송하면서 충돌 여부를 조사

• 계층 구조
  • 상위 계층인 논리 링크 제어 : LLC
  • 하위 계층인 매체 접근 제어 방식(MAC)
    • CSMA, CSMA/CD, 토큰링, 토큰 버스
    • MAC 부 계층의 역할
      • 노드에게 통신기회 부여 역할
  • 데이터 링크 제어 프로토콜
    • LAPB
      • 비트방식
      • X.25에서 사용
    • HDLC
      • 비트방식
    • SDLC
      • 비트방식
    • BSC
      • 문자방식
  • 토큰 패싱은 노드가 증가하면 성능이 떨어짐

• TCP/IP 프로토콜
  • TCP
    • 순서제어(독주제어), 오류제어, 스트림 전송기능을 제공
    • TCP 헤더에는 긴급 포인터 체크섬 순서번호
    • 전송계층 (신뢰성 있는 통신 제공)
    • PSH 비트
      • 빠른 데이터의 송신을 요청
  • IP
    • 네트워크 계층에 해당 (경로설정 제공)
    • 비연결형(Connection Less) 서비스
    • 비 순차적
    • 20byte ~ 60byte
    • IP 헤더에 호스트주소 포함
    • 간접전송
      • 네트워크상에 목적지가 존재하지 않아
      • 최종 목적지가 존재하는 라우터까지 전송하는 것
• TCP/IP 계층 응인전
  • 응용 계층
    • TELNET, FTP, SMTP, HTTP, DNS, NNTP (TCP 사용X)
  • 전송 계층
    • 신뢰성 있는 통신 제공
    • TCP, UDP
  • 인터넷(네트워크) 계층
    • 경로 설정 제공
    • IP, ICMP, ARP
  • 네트워크 액세스 계층

• OSI 참조 모델
  • 하위계층 물-데-네
  • 상위계층 전-세-표-응
  • 물리계층
    • 기계적, 절차적, 전기적 특성 정의
    • RS-232C
  • 데이터 링크 계층
    • 기본 단위는 프레임
    • 흐름제어, 오류제어, 순서제어
    • HDLC, PPP, LLC
  • 네트워크 계층
    • 경로 설정
    • 트래픽 제어 (폭주 제어)
    • 패킷 전달
    • X25
  • 전송 계층 (신뢰성 있는 전송을 제공)
    • 양 종점 (end-to-end / end-to-user) 간
    • 투명하고 균일한 전송서비스를 제공
    • 전송 데이터의 다중화
    • 중복 데이터의 검출
    • 누락 데이터의 재전송
  • 세션 계층
    • 대화 제어
  • 표현 계층
    • Presentation Layer
    • 코드변환
    • 암호화
    • 압축
  • 응용 계층
    • 사용자 서비스 제공

• ITU-T
  • 호환성을 위해
  • 각 통신 분야의 기술 및 운용에 대한
    • PSDN, ISDN, PSTN
  • 표준화를 담당

• 서브네트 ID
• 클래스
• A : 1-127
  • 1600만 개 정도
  • 서브넷 : 255.0.0.0
• B : 128-191
  • 65000 개 정도
  • 서브넷 : 255.255.0.0
• C : 192-223
  • 서브넷 : 255.255.255.0
  • 네트워크 1개의 주소와 브로드캐스트 1개 주소를 빼면 254개의 주소를 가질 수 있음
• 8 비트니까 0000 0000
• 만약 2개로 나눌경우 0000 0000 1000 0000 으로 나누기 때문에
• 0~127 의 한 서브넷 구역과 128~254 의 한 서브넷 구역이 제공
• 만약 4개로 나눌경우 0000 0000 1000 0000 1100 0000 1110 0000
• 서브넷 마스크를 128을 썼구나
  • 2분할 하였을 경우 대표 주소는 0과 128 밖에 나오지 않음
  • 4분할 하였을 경우 64, 128, 192 밖에 나오지 않음
  • 그러므로 3번에 192가 나왔으므로 유효하지 않은 서브네트 ID임

• PPP
  • IETF의 표준 프로토콜
  • 오류 검출 기능만 제공
    • 오류 복구 X
  • IP 패킷의 캡슐화 제공
  • PAP(Password Authentication Protocol) 패킷과
  • CHAP(Challenge Handshake Authentication Protocol) 패킷은
  • 사용자 인증에 사용되는 것
  • PPP 프레임의 프로토콜 필드 값에 의해 구별됨

• IPv4 를 IPv6으로 전환하는 전략
  • 듀얼 스택 (Dual Stack)
  • 터널링 (Tunneling)
    • IPv6을 사용하는 컴퓨터가
    • IPv4를 사용하는 네트워크를 통과해야할 때 사용
    • 캡슐화 및 역캡슐화를 사용
  • 헤더 변환 (Header Translation)

• RARP
  • 물리적 주소를 IP주소로 변환
  • 물리주소를 통해 논리주소(IP주소)를 얻어오기 위해 사용되는 프로토콜

• RTCP (Real-Time Control Protocol)
  • 실시간 전송 프로토콜이
  • 안정되게 기능을 유지하도록
  • 데이터 전송을 모니터링하고
  • 세션 관련 정보를 전송하는 기능을 제공
  • 패킷은 32bit로 구성
  • 데이터 분배에 대한 피드백 제공
  • 세션의 모든 참여자한테 컨트롤 패킷을 주기적으로 전송함
  • RTP 소스의 transport-level의 identifier 를 전달함
  • minimal session control information 을 전송함

• SNMP
  • UDP 프로토콜을 사용하는 응용 계층 서비스

• 통신 프로토콜(=통신 규악, 약속)의 기본 요소 TSS
  • 구문 (Syntax)
  • 의미 (Semantic)
  • 시간 (Timing)

• DNS
  • AA : 네임서버가 권한이 안정된 서버인지 구별

• 인터넷의 주소체계
  • 8비트의 호스트 식별자를 갖는다면 2^8 = 256개의 호스트 주소
  • IP주소의 D 클래스 멀티캐스트
  • IP주소의 E 클래스 실험용
  • IPv4 프로토콜(protocol) 필드는 IPv6에서 Next Header 로 대치
  • 서브넷 마스크
    • 네트워크 ID와 호스트 ID를 구별하기 위한 비트

• L2CAP Layer
  • 블루투스 프로토콜 구조 중
  • 오류제어 인증 암호화 정의
  • RF
    • 블루투스 프로토콜 구조 중 물리 계층 규정
  • TTD
    • 블루투스의 양방향 통신을 위한 방식