컴퓨터네트워크

[컴퓨터네트워크] IT 인프라 내용 정리

졸리운_곰 — Mon, 11 Sep 2023 14:23:18 +0900

[컴퓨터네트워크] IT 인프라 내용 정리

1. 내용정리

서버와 클라이언트

서버 : 클라이언트에게 네트워크를 통해 정보나 서버를 제공하는 장치 (요청받는 것을 전달)

클라이언트 : 네트워크를 통해 서버에 접속해 정보를 확인하거나 서비스를 이용하는 장치 (요청)

==> request, response 를 반복하면서 운영이 된다

1. 서버와 하드웨어

서버의 종류

- 웹 서버 : 자신이 요청받은 데이터(정적 데이터)가 있으면 클라이언트에게 전달(응답 내용 기록 log)

- 애플리케이션 서버 : 동적 콘텐츠(소스코드, 동영상 등)을 클라이언트에게 전달

- DB 서버 : 클라이언트 정보를 조회하고 전달

- 리버스 프록시 서버 : 클라이언트와 다른 서버가 과부화를 받지 않도록 데이터를 주고 받을 수 있도록 전달

- 포워드 프록시(캐시) 서버 : 여러 서버들을 거쳐서 계속 같은 데이터를 받을 때 이 서버가 데이터를 저장해 두었다가 요청이 오면 전달

서버 하드웨어

- 서버 하드웨어 폼팩터 : 여러개의 서버를 꼽아서 사용하는 것 (랙 마운트 형, 블레이드 형, 타워형 등...)

- 서버 하드웨어 종류 : (Main Frame -> UNIX ->

서버 소프트웨어

서버: OS : Z/os, UNIX, ORACLE

- 오픈소스 : debian, ubuntu, linux, window, apache etc...

2. 네트워크

네트워크 : 그물처럼 연결된 상태

- 회선 교환 방식(circuit Exchange Method) : 데이터 교환하기 위해 1:1 연결 통로를 만들어 데이터 교환이 완료될 때까지 회선을 계속 사용하는 방식

- 패킷 교환 방식(Packet Exchange Method) : 데이터를 패킷이라는 작은 단위로 나누고

헤더(송수신 포트번호, 패킷 순서번호, 데이터 시작 위치, 데이터 양 등) 을 붙어 데이터를 교환하는 방식

단, 필요한 만큼만 회선을 이용하며 같은 회선을 다른 사용자도 이용할 수 있고, 패킷 손상 시 손상된 패킷만 다시 보냄

네트워크 프로토콜과 계층

- 프로토콜(Protocol) : 패킷 전송 위한 규칙

- HTTP(Hpytertext Transfer Protocol) : 웹서버, 웹 브라우저가 패킷 교환할 때 사용하는 프로토콜

(DNS, FTP, SSL/TLS, TCP, UDP, IEEE etc..)

- 계층(Layer) 송신 기기, 수신기기 사시에 주고 받는 데이터는 계층 별로 처리

- 계층 종류 (TCP/IP 계층, OSI 참조 모델)

각각 L1, L2, L3, L4, L7 으로 현장에서는 사용하고 있다

- 네트워크 기기 : 계층 별로 사용하는 네트워크 기기의 종류

각 계층별 사용하는 기기

L1 :

NIC (Netowork Interface Card) => PC, 서버를 네트워크에 연결해주는 하드웨어 (무선 동글이)

허브 (Hub) => 전달받은 패킷(비트)의 복사본을 포트에 연결되 다른 모든 기기로 전송

단, 연결된 기기들이 네트워크 대역폭(Bandwidth)을 나누어 사용하기 때문에 전송 속도 느려짐

AP(Access Point) => 패킷을 전파로 바꾸어 송출하는 기기, 무선, 우션 사이의 다리 역할 (wifi 공유기 등)

L2 :

MAC Adress (Media Access Control Address) => 컴퓨터들이 서로 데이터를 전송하기 위해 사용하는 물리적 주소로 NIC에 저장되어 있음 기기를 구별하기 위한 식별번호 같은 것

이더넷(Ethernet) => 네트워크 환경에서 데이터를 주고 받기 위한 가장 대표적인 기술 규격, 1980년에 상용화 UTP(Unshielded Twisted Pair) => 케이블로 단말기와 네트워크 기기를 연결함

L2 스위치(Switch) => 단말기가 보낸 패킷(프레임)의 헤더에 있는 MAC Address를 보고 같은 네트워크의 다른 단말기로 패킷을 전송, 이더넷(Ethernet) 규격을 사용하기에 이더넷 스위치라고도 부름

L2 Switch table에 MAC address 주소가 저장되어 있기 때문에 전달 할 수 있음

L3 :

IP Address (Internet Protocol Address) => 서로 다른 네트워크에 연결되어 있는 컴퓨터들이 데이터를 전송하기 위해 사용하는 논리적 주소로 OS상에서 설정한 주소임

• Public IP Address : 공인 IP 주소, 네트워크와 외부의 네트워크가 통신하기 위해 사용(아파트 이름)

• Private IP Address : 사설 IP 주소, 같은 네트워크 안에서 통신하기 위해 사용(아파트 동 호수)

라우터(Router) => 단말기가 보낸 패킷(IP 패킷)의 헤더에 있는 IP Address를 보고 다른 네트워크의 다른 단말기로 패킷을 전송(라우팅)

라우터에도 라우팅 테이블에 주소를 저장해 놓고 있다

FPGA(Field Programmable Gate Array) => 프로그래밍 가능한 집적 회로 반도체, 용도에 따라 프로그래밍 통해 기능을 변경이 가능함(여러번 변경 가능)

ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) => 특정 용도를 위한 주문형 집적회로 반도체(한번 제작시 기능 수정 불가)

L3 스위치(Switch) => 라우터에 L2 스위치를 추가한 네트워크 기기. 다수의 포트가 있어 여러 단말기를 연결할 수 있으며 IP 패킷 라우팅도 가능

• MAC Address Table과 Routing Table을 조합한 정보를 FPGA, ASIC과 같은 패킷 전송 처리 전용 하드웨어에 기록한 다음 스위칭 혹은 라우팅 함

L4:

L4 스위치(Switch) => IP주소와 포트 번호를 참조하여 트래픽을 분산해 서버로 전송하는 로드 밸런싱 기기

• 로드 밸런싱(Load Balancing) : 들어오는 트래픽을 둘 이상의 서버로 분산해서 전송하여 부하를 분산하는 것

• 트래픽(Traffic) : 서버와 네트워크 장치에서 일정 시간 내에 흐르는 데이터의 양

•방화벽(Firewall) => IP주소와 포트 번호를 참조하여 통신을 허가하거나 차단하는 기기 , 미리 정의된 보안 규칙에 따라 들어오고 나가는 트래픽을 제어할 수 있음

L7:

L7 스위치(Switch) => IP 주소와 포트 번호 + 애플리케이션 콘텐츠 정보들을 참조해서 로드 밸런싱 하는 기기 • 애플리케이션 콘텐츠 정보 : URL, 파일명, 콘텐츠의 문자열 등

• 웹방화벽(WAF : Web Application Firewall) => 웹 애플리케이션 서버를 안전하게 보호하는 기기 • 클라이언트와 서버 사이에서 교환되는 데이터를 애플리케이션 레벨(7계층)에서 상세히 검사하고 조치함

• 블랙리스트, 화이트리스트, 웹 트래픽 분석 등 다양한 보안 기능 제공

• 블랙리스트 : 리스트에 있는 IP는 제외하고 모두 통신 허용 • 화이트리스트 : 리스트에 있는 IP만 통신 허용

웹 트래픽 분석 => 사용자가 서버로 보내는 트래픽을 분석하여 정책에 따라 조치함

• XSS(Cross-Site Scripting) : 애플리케이션에 악성 스크립트를 심어두고 사용자가 접속하면 공격해서 정보 갈취

• SQL Injection : 악성 SQL을 실행하여 데이터베이스 정보를 조작(데이터 수정 혹은 삭제)

네트워크 형태

LAN(Local Area Network) : 근거리 통신망, 가정이나 기업 내부 등 한정된 범위의 네트워크 클라이언트 기기와 L2 스위치로 구성

WAN(Wide Area Network) : 원거리 통신망, 물리적으로 거리가 매우 떨어진 곳의 네트워크를 연결

인터넷(Internet) : 모든 컴퓨터를 하나의 통신망 안에 연결하고자 하는 International Network(다수의 WAN)

월드와이드웹 (World Wide Web) : 인터넷에 연결된 컴퓨터를 통해 사람들이 정보를 공유할 수 있는 공간

• LAN 환경에 L3 스위치를 추가해서 구성

VPN(Virtual Private Network) : 인터넷 상에서 가상의 전용선을 만들어 통신할 수 있게 하는 기술

• 특정 네트워크들만을 위한 전용 WAN으로 Peer to Peer, 1:1로 연결하고 이 구간의 통신은 암호화함

• 기업 본사 LAN과 지사 LAN을 연결할 때 인터넷을 거치지 않고 이 두 네트워크만의 전용 WAN을 VPN으로 구성

VPN 사용 예시 #1 : 터널베어라는 VPN을 사용해 한국에서 아르헨티나의 서비스에 접속 가능

• VPN 사용 예시 #2 : 집 혹은 카페와 같은 외부에서 기업 내부의 애플리케이션(사내 그룹웨어)에 안전하게 접속 가능

DMZ(DeMilitarized Zone) : 비무장지대, 외부 네트워크(외부망)와 내부 네트워크(내부망)의 중간 지점 • 내부망에는 존재하나 외부망에서 접근할 수 없는 영역으로, 외부망에 있는 해커의 공격으로부터 기업의 중요한 서버와 클라이언트를 보호하기 위해 사용

스토리지

스토리지 개념 및 종류

스토리지 : 저장장치를 다수 장착한 대용량 고속 저장장비, 서버 및 클라이언트와 네트워크로 연결해 사용

저장장치 : 컴퓨터의 데이터를 저장하기 위한 비 휘발성의 기억 장치

- 데이저 저장 뿐만 아니라 데이터 공유 목족으로 사용됨

- 서버에 장착된 디스트 용량 부족 시 다수의 사라믇ㄹ과 데이터 공유할 필요가 있을 경우 스토리지 활용

- 데이터 관리 및 보호를 위한 별도의 소프트웨어 탑재

• 스토리지 데이터 저장 방식 : RAID( Redundant Array of Independent Disk)

- 여러 개 디스크 중 일부에 데이터를 중복 저장하는 기술

- 여러 개 디스크를 하나의 디스크 모듈로 사용, 디스트 읽기/쓰기 성능향상, 장애 발생시 원활한 복구 위해 사용

• RAID 0 : 데이터를 여러 디스크에 분산 저장하여 하나의 디스크처럼 사용, 성능이 좋지만 장애 시 데이터는 모두 손실됨

• RAID 1 : 데이터를 다른 디스크에 동일하게 중복 저장하여 안정성이 높지만 비용이 많이 듬

• RAID 5 : 디스크에 패러티 정보를 저장해 장애 시 패러티를 토대로 복구할 수 있음, 일정 수준의 성능과 안정성 확보

• RAID 6 : RAID 5 방식에 패러티를 하나 더 추가하여 안정성을 더욱 향상시킨 방법

• RAID 1+0 : RAID 0의 높은 성능과 RAID 1의 뛰어난 안정성을 합친 형태 => 0의 고성능, 1의 복구 능력을 합친 상태

쓰기는 디스크 2개 성능, 읽기는 디스크 4개 성능발휘

전체 용량의 50%만 사용 가능 ,최소 4개 디스크 필요

==> 실무에서는 과거 5를 가장 많이 사용했으나 최근, 디스크 가격이 많이 내려와서 1을 많이 사용함

JBOD : Just a Brunch of Disks(Drives), 2개 이상의 디스크를 하나의 디스크처럼 만들어 주는 것(Non-RAID)

• 여러 디스크의 용량을 단순히 이어 붙인 것으로, RAID 0과 같이 다수의 디스크를 사용한다고 성능이 향상되지 않음

=> 과거 디스크 용량이 작을 때 개별 디스크 용량보다 더 큰 용량 데이터를 저장하기 위해 사용

• 스토리지 종류 :

DAS(Direct Attached Storage), 직접 연결한 스토리지 (ex. 외장하드 같은 것)

• 서버와 클라이언트가 전용 케이블로 연결한 스토리지

• 전송 속도가 빠르고, 스토리지와 연결된 서버에서 개별적인 파일 시스템을 사용해 관리

NAS(Network Attached Storage)

• 데이터 공유를 위한 파일 서버 용도로 주로 사용되며 파일 스토리지라고도 불림

• 스토리지 전용 OS로 데이터를 관리하는 독립적 다기능 스토리지

NAS 자체가 메인보드, CPU, RAM, 스토리지를 갖춘 하나의 서버 역할을 수행하기에 파일 공유 뿐만 아니라 다양한 서버 용도로 사용할 수 있음(멀티미디어 파일 재생, 웹사이트 운영 등) • 스토리지가 하나의 네트워크 공유 드라이브로 독립적으로 동작

단점 : 클라이언트가 데이터에 접근하기 위해서는 반드시 네트워크 스위치를 거쳐 NAS에 접근해야 하기에 DAS보다 데이터 전송 속도가 느림

• 서버 역시 데이터에 접근하기 위해서는 반드시 네트워크 스위치를 거쳐 NAS에 접근해야 하기에 DAS보다 데이터 전송 속도가 느림

SAN(Storage Area Network)

• 대용량의 데이터를 네트워크를 통해 빠른 속도로 전송할 수 있는 고성능 스토리지 • 일반적인 이더넷 네트워크(UTP 케이블, LAN)가 아닌 FC(Fiber Channel 광케이블)을 사용해 SAN으로 연결하며, 고성능을 요구하는 시스템의 전용 스토리지로 사용

클라이언트에서 스토리지에 데이터를 읽거나 쓰기 위해서는 반드시 서버가 필요(서버 종속성 스토리지) • FC 네트워크는 이더넷 네트워크보다 성능이 뛰어남 -> NAS보다 데이터 전송 속도가 빠름

데이터 유형 : 정형 데이터, 비정형 데이터

• 정형(Structured) 데이터 : 미리 정해 놓은 형식과 구조에 따라 고정된 필드에 저장된 텍스트 형태의 데이터

• 비정형(Unstructured) 데이터 : 식별 가능한, 미리 정의된 구조가 없는 사진, 음성, 동영상, PDF파일 등의 데이터

백업 개념 및 종류

백업(Backup) : 데이터를 임시로 다른 장치에 저장하여 문제가 있을 때 복구(Recovery)할 수 있도록 준비해 두는 것

• Full Backup : 백업 주기 마다 데이터 전체를 백업

• Incremental Backup : 첫째 날에 데이터 전체를 백업하고, 그 다음부터는 증가된 데이터만 백업

• 스냅샷 : Snapshot, 마치 사진 찍듯이 특정 시점에 스토리지의 파일 시스템을 포착해 보관하는 기술

• Copy-on-write 스냅샷 : 쓰기(Write) 작업 발생 시 복제(Copy) 후 해당 복제본 새로운 공간에 덮어씀

• Redirect-on-write 스냅샷 : 쓰기(Write) 작업 발생 시 새로운 공간으로 쓰기 위치를 재지정(Redirect) •데이터가 변경될 때 그곳에 바로 데이터 쓰기 수행 / 쓰기 1

데이터베이스

데이터베이스 개념 및 주요 용어

데이터베이스 : 여러 사람이 공유하여 사용할 목적으로 체계화해 통합, 관리하는 데이터의 집합, 응용 시스템들의 통합된 정보들을 저장하여 운영할 수 있는 공용 데이터들의 묶음

DBMS :Database Management System, 사용자들이 DB안에 있는 데이터를 접근할 수 있도록 해주는 소프트웨어

관계형 DBMS : Relational DBMS, RDBMS / 테이블이라는 최소 단위로 구성하며 이 테이블은 열과 행으로 이루어짐

• SQL : Structured Query Language / 구조적 데이터 질의 언어, 데이터베이스에서 데이터를 조회하기 위한 언어

데이터베이스 주요 용어: OLTP, DW, DM, OLAP

OLTP : Online Transaction Processing 온라인 트랜잭션(거래) 처리

DW : Data Warehouse 거대한 데이터 저장소

Data Mart : 용도별로 구분하여 저장한 데이터 저장소 OLAP : Online Analytical Processing 온라인 분석 처리

오픈 소스 DB, 상용 DB, NO SQL : MariaDB, MYSQL, ORACLE etc.

NoSQL : 대용량 데이터를 분산 처리하기 위한, SQL이 아닌 또 다른 기술을 채택한 오픈소스 데이터베이스

[출처] https://sky-blue-daily.tistory.com/62

[정보처리기술사] [컴퓨터 네트워크] 스케일 아웃(Scale out)과 스케일 업(Scale up)

졸리운_곰 — Sun, 07 Mar 2021 01:07:30 +0900

[정보처리기술사] [컴퓨터 네트워크] 스케일 아웃(Scale out)과 스케일 업(Scale up)

1. 스케일 아웃(Scale out)

(1) 정의

접속된 서버의 대수를 늘려 처리 능력을 향상시키는 것이다. 수평 스케일로 불리기도 한다. 전형적으로는 웹 서버 펌으로서 사용되고 있는 랙 마운트 서버군에 서버를 추가하는 것이나 브레이드 서버에 브레이드를 추가하는 것 등이다. 서버의 가상화 기능을 사용하고 하나의 케이스 내에서 가상적으로 복수 서버를 구축해 스케일 아웃과 동등의 효과를 제공할 수도 있다. 이러한 방식을 특히 스케일 위드인 또는 가상 스케일 아웃 등으로 부르기도 한다.

(2) 적용

개개의 처리는 비교적 단순하지만 다수의 처리를 동시 병행적으로 실시하지 않으면 안 되는 경우에 적합한데 갱신 데이터의 정합성(데이터가 서로 모순 없이 일관되게 일치해야 하는 경우) 유지에 대한 요건이 별로 어렵지 않은 경우에 적절하다. 즉 높은 병렬성을 실현하기 쉬운 경우이다. 웹 서버 펌, 데이터가 읽기 전용인 검색엔진 데이터 분석 처리 VOD(주문형 비디오) 일부의 과학기술 계산, 메일 서버나 게시판 등의 어플리케이션 등에 적용할 수 있다.

2. 스케일 업(Scale up)

(1) 정의

서버 그 자체를 증강하는 것에 의해서 처리 능력을 향상시키는 것이다. 수직 스케일로 불리기도 한다. 전형적으로는 SMP(대칭형 멀티 프로세서)에 대해 프로세서를 추가하는 것이나 프로세서 그 자체를 고성능 모델로 옮겨놓는 것을 가리킨다.

(2) 적용

어플리케이션 서버에서는 스케일 아웃이 가능해도 빈번히 갱신이 발생하여 정합성(데이터가 서로 모순 없이 일관되게 일치해야 하는 경우) 유지가 어려운 데이터베이스 서버에서는 스케일 업이 필요하다. 즉 하나의 이미지 데이타베이스에 대해서 빈번히 갱신이 발생하는, 이른바 OLTP(온라인 트랜잭션 처리)에는 스케일 업이 적합하다.

3. 스케일 아웃(Scale out)과 스케일 업(Scale up) 비교

	스케일 아웃(Scale out)	스케일 업(Scale up)
확장성	하나의 장비에서 처리하던 일을 여러 장비에 나눠서 처리할 수 있도록 설계를 변경하는 것. 수평 확장. 지속적 확장이 가능	더 빠른 속도의 CPU로 변경하거나, 더 많은 RAM을 추가하는 등의 하드웨어 장비의 성능을 높이는 것. 수직 확장. 성능 확장에 한계가 있음
서버 비용	비교적 저렴한 서버를 사용하므로 일반적으로 비용 부담이 적음	성능 증가에 따른 비용 증가폭이 크며, 일반적으로 비용 부담이 큼
운영 비용	대수가 늘어날수록 관리 편의성이 떨어지며, 서버의 상면 비용을 포함한 운영 비용이 증가함	관리 편의성이나 운영 비용은 스케일 업에 따라 큰 변화 없음
장애	읽기/쓰기가 여러대의 서버에 분산되어 처리됨으로 장애 시 전면 장애의 가능성이 적음	한대의 서버에 부하가 집중되므로 장애 시 장애 영향도가 큼
주요 기술 (App 관점)	Sharding, Query-off Loading, Queue, In Memory Cache, NoSQL, Object Storage, Distributed Storage	고성능 CPU, Memory 확장, SSD
주요 용도 장/단점	분산처리 시스템/Global 웹 어플리케이션, 점진적 증가 가능, 보통 스케일 업보다 저렴, 설계/구축/관리 비용 증가	고성능 Legacy 어플리케이션, 구축이 쉽고 관리 용이 단계적 증가가 어렵고, 근본적인 해결이 안될 수 있음

[출처] https://m.blog.naver.com/islove8587/220548900044

PSTN 개관

가을의 곰을... — Tue, 10 Dec 2013 15:17:57 +0900

PSTN 개관 : http://blog.naver.com/youandi0442?Redirect=Log&logNo=80135221046

통신업의 전반적인 개괄과 개념이 담긴 파워포인트 - (구)한국통신 제작

가을의 곰을... — Tue, 10 Dec 2013 14:55:37 +0900

통신업의 전반적인 개괄과 개념이 담긴 파워포인트 - (구)한국통신 제작

telecom.ppt

통신망 구성도

가을의 곰을... — Tue, 10 Dec 2013 14:39:11 +0900

통신망 구성도

[출처] http://www.sts.co.kr/design/sts_front02/translation/trans_1.html

STS는 1994년 설립 이래, 최신 통신 방식을 다루는 것에서부터 기존의 전화 연결 시스템까지 유무선 통신 분야에서 다양한 번역을 해왔습니다. 통신 분야의 번역은 전세계적으로 모든 나라에서 사용되는 텔레커뮤니케이션 (Telecommunication) 장비와 테크놀로지에 대한 프레임 워크를 형성하기 위해 필수적인 것입니다. 통신 분야의 번역을 성공적으로 수행함으로써 다양한 네트워크와 수많은 데이터를 각 언어별로 고객의 요구에 맞게 만들어 드릴 수 있습니다.

STS는 국내와 해외 제조 업체의 프로젝트를 전세계에 알리는데 동반자 역할을 수행해왔습니다. 국내에서는 삼성전자, LG전자, 대우통신 등과 함께 일했으며, 해외 고객으로는 Nokia, Motorola, Alcatel, Notel, Rucent Technology의 프로젝트를 맡아 영어, 중국어, 등으로 번역하여 각 기업의 아시아 시장 사업에 참여했습니다.

STS는 이러한 경험과 업계에 대한 지식을 기반으로 고객의 사내 규정, 해외 마케팅, 지적 자산 등에 관련한 프로젝트를 수행하므로, 국제적으로 손색이 없는 품질을 제공합니다.

유선통신

일반전화인 공중교환망(PSTN), 종합정보통신망(ISDN), Packet Data통신을 이용하여 음성호, 데이타호 및 패킷서비스를 제공하는 서비스를 말하며, 동축케이블, 광케이블로 연결된 지상선(Landline)을 통하여 교환기, 중계기, 전송장치, 단말기에 이르는 네트워크를 구성한다. 한국통신(KT), 온세통신, 하나로 통신, 등이 서비스하는 시내, 시외, 국제 전화 서비스 등이 이에 해당한다.

이동통신

이동통신이란 통신 케이블을 사용하는 유선통신과는 달리 공간을 전송매체로 하여 송신측에서 정보신호를 전파에 실어 공간에 방사하고, 수신측에서는 공간을 거쳐 전송되어온 전자파를 수신하여 원래의 신호로 복원하는 방식의 통신을 말한다.

  ● 이동통신의 분류
   - 육상이동통신 : 이동전화(Mobile Phone), 무선전화(CT), 무선데이타, TRS, 무전기
   - 해상이동통신 : 선박전화, 항만무선전화
   - 항공이동통신 : 항공무선전화, 공항무선전화
   - 위성통신 : INTELSAT, INMARSAT

● 이동통신망 구성

● 이동통신 전송방식

이동통신은 신호 전송방식에 있어서 아날로그 신호를 이용하는 TDMA방식(GSM방식, 유럽식)과 디지털 신호를 이용하는 CDMA방식으로 나뉘어 진다.
TDMA 방식은 사용자의 음성을 기계적으로 시간을 구분하는 것이기 때문에 완전히 동시 사용한다고 할수 없지만, CDMA 방식은 여러 사용자가 동일한 주파수를 동시에 사용하므로 가입자 수용 용량을 그만큼 늘릴수 있다.

① CDMA 방식 이동통신 시스템

CDMA 방식의 디지탈 이동전화 시스템은 미국 퀄컴사가 원천기술을 갖고 있으며, 우리나라는 CDMA 핵심 기술과 시스템 운용 능력에 있어서 세계적인 기술적 우위를 갖고 있다. CDMA 시스템은 1996년 우리나라에서 세계최초로 상용화 되어 서비스 안정성이 입증되었고, 북미, 호주, 중국의 일부 사업자가 CDMA방식을 채용한 서비스를 제공하고 있어 우리나라의 전략적 수출품목으로 부상하였다.

● CDMA 시스템의 구성

CDMA 이동통신 시스템은 음성 및 비음성호를 처리하는 교환기(MSC), 가입자 정보를 보관하는 가입자 정보처리 장치(HLR), CDMA방식의 무선접속을 처리하는 기지국(BTS), 교환기와 기지국 사이에 위치하여 다수의 기지국을 제어 및 관리하는 기지국 제어기(BSC), 그리고 단말기(MS)로 구성된다.
또한 인증센터(AuC), 운용 및 유지보수 센터(OMC), 과금센터(Billing Center) 및 단축 메시지 센터(SMC)등의 망요소와 유연하게 연동할 수 있는 구조 및 성능을 가지며, 타 유선 및 무선 서비스 사업자의 네트워크와 연동하는 구조를 갖고 있다.

● CDMA 시스템망 구성도

● CDMA 방식의 장점

코드분할 다중접속 방식인 CDMA는 이미 널리 사용중인 대역확산(Spread Spectrum) 기술에 근거를 둔 것으로 같은 지역, 같은 시간, 같은 공간, 같은 주파수를 사용하면서 혼돈없이 통화할 수 있다.
CDMA 방식의 이동전화는 기존 아날로그(AMPS) 방식보다 대략 주파수 재사용 효율이 5배나 될 정도로 높기 때문에 이동전화의 수요 적체를 해소해 준다.
또한 CDMA 기술은 셀룰라 시스템에서 고심하는 상호간섭을 최소화 하는 효과가 있으며 이동국과 기지국간의 전력제어를 통하여 이동국의 전력소모를 최소화 시켜준다. 이러한 CDMA 방식은 프로세싱 이득과 음성부하 시간, 주파수 재사용 효율, 기지국 섹터화 등으로 더많은 가입자를 수용할 수 있다. 따라서 CDMA방식의 특징은:

- 가입자 수용능력 뛰어나다.
- 통화 품질이 뛰어나다.
- 보안성이 탁월하다.
- 고품질의 데이타 서비스를 제공한다.
- 이동국의 전력 소비가 적고 소형 경량화가 가능하다.

② GSM 방식 이동통신 시스템

GSM은 시분할 다중접속방식(TDMA)을 이용한 이동통신 서비스로 현재 세계 이동통신 시장에서 유럽을 중심으로 많은 나라가 표준으로 채택하고 있어 유럽방식이라고도 한다.
GSM은 TDMA 방식을 사용하며 통화를 Time Slot 단위로 분리한다. GSM에서 채널은 200KHz의 대역폭을 가지며 8개의 Time Slot으로 분할된다. 시스템 구성은 CDMA방식과 유사하다.

IMT 2000

1980년대의 아날로그 이동통신세대를 1세대 이동통신이라 하고, 1990년대 디지털 이동통신 세대를 2세대 이동통신이라 한다. 제 3세대 이동통신 방식인 IMT2000 서비스는 고품질의 데이타, 팩시밀리, 패킷 전송등의 데이타 전송과 친화성 높은 통신방식에 의한 '음성+비전화'란 서비스를 제공하며, 한정된 주파수로 많은 가입자를 수용함으로써 더 편리할뿐만 아니라, 음성에서 멀티미디어 정보까지 유선망의 품질에 견주어도 전혀 손색이 없는 이동통신 서비스 제공을 목표로 한다.

IMT-2000(FPLMTS)란 지구촌 어디서나 원하는 상대와 음성과 영상 등 멀티미디어 정보를 주고받을 수 있는 미래 공중 육상 휴대 통신을 말한다. 셀룰러 이동전화, 코드리스전화, 이동데이터, 위성 등 다양한 시스템을 통합한 개념이며 주파수 대역은 기존 900MHz보다 훨씬 높은 1,885MHz ~ 2,025MHz, 2,100MHz ~ 2,200MHz대역을 이용한다.

IMT-2000은 음성뿐만 아니라 동영상 그래픽 데이터 등을 주고 받을 수 있는 점에서 현재 상용화된 아날로그나 디지털 이동전화보다 몇 단계 위의 기술이라 할 수 있다. 또 국내 이동전화 가입자가 자신의 단말기를 가지고 해외의 오지에 가더라도 위성 등을 이용해 얼마든지 통신할 수 있도록 완벽한 로밍(통신망간 상호접속)을 제공한다.

현재 국내에서는 KTICOM과 SKIMT가 2002년 서비스 개시를 목표로 비동기 IMT2000 시스템 구축을 준비중에 있으며, LGT를 중심으로 한 동기식 IMT2000 서비스를 위한 컴소시엄 구성이 진행되고 있는 상태이다.

● IMT2000의 시스템 구성도

IMT2000 시스템은 B-ISDN, PSTN, PSDN에 기반한 지상 고정망과, 지상 이동통신망, 고정위성 및 이동위성으로 구성된 인공위성망의 3가지 망요소로 구성되어 있다.

- 지상계 시스템
  IMT-2000의 지상계 시스템은 기존의 유선망(공공통신망, B-ISDN)과 이동통신망, 전반적인
  통신관리를 위한 TMN, 사용자의 이동성과 단말기의 이동성을 일괄적으로 통제/연결할 수
  있는 지능망으로 구성된다.

- 위성계 시스템
  IMT-2000은 전세계적인 로밍(개인/단말기의 이동성)을 위해서 고정/이동 위성을 사용하여
  서비스를 제공하게 된다.

● IMT2000 서비스의 특징

- 개인이동성
가입자가 특정 단말기에 구속되지 않고 어떠한 단말기(유.무선)에서도 자유롭게 서비스를
제공 받을 수 있다.

- 단말기이동성
  단말기 이동성은 디지틀 셀룰라에서의 진화로서 사용 중인 단말기로 서비스를 제공받으면서
  자유롭게 이동할 수 있는 것으로 언제든지 타 시스템과의 로밍이 가능하고 이동 중에도
  서비스가 가능하다.

- 이동 멀티미디어 데이터통신
   IMT-2000은 개인을 위한 이동전화, 무선호출, 이동데이타, 위성통신등 다양한 시스템을
   통합하고 세계 어디서나 통화가 가능하도록 국제로밍을 제공하는 것을 목표로 한다.
   또한 음성, 화상, 데이터 등의 멀티미디어 서비스를 2Mbps 까지의 가변적인 전송률로 지원
   하고 , 다양한 광대역 망과 연동되는 것이 요구되고 있다. 이러한 기능들을 제공하는 제3세대
   이동통신 시스템은 현재 일부 상용화된 TDMA, CDMA를 기반으로 한 제 2 세대 디지탈 이동
   통신시스템보다 진보된 형태, 즉 ATDMA, W-CDMA로 구현될 것으로 보인다.

위성통신

상업적인 목적의 통신용 인공위성을 통하여 제공된다.
현재 인텔샛은 국제간의 모든 통신을 담당하고 있으며, 모두 인텔샛이라는 기관에 의해 운영되고 있다.
통신위성은 하늘에 떠 있는 중계기로서 마이크로웨이브 중계 안테나의 역할을 수행하며, 지상 가입자의 발신호는 지상망과 위성을 통하여 착신자에게 연결된다. 이 때, 위성에서 전파를 수신하고 발사하는 중계기가 Transponder이며, 지상의 이동망과 위성의Transponder가 가입자간 호를 연결하는 역할을 수행한다.

광통신

광섬유 속에서는 빛이 1초 동안에 수억∼수십 억 회나 점멸 하면서 통과하므로 같은 굵기의 구리 전선에 비해 수만 배 이상의 정보를 전달할 수 있다. 이와 같은 광통신은 육지뿐만 아니라 바다 속에서도 설치하여 대륙사이의 통신에도 이용하고 있다.

● 광통신의 장점

- 빛을 이용하기 때문에 정보가 중간에 손실되지 않는다.
- 주위에 전기장이나 자기장을 발생하지 않기 때문도청이 불가능 하다.
- 낙뢰나 고압선에 의한 전기장의 영향을 받지 않으므로 잡음이 적다.
- 하나의 광섬유에 여러개의 빛을 보낼 수 있어 다량의 정보를 전송할 수 있다.
- 전기적인 스파크로인한 화재의 염려가 없다.
- 가벼워서 시공과 보수 유지가 쉽다.
- 일반 구리선보다 매우 가볍다.

● 시스템 구성

광통신의 시스템 구성 역시 교환기, 전송장치, 중계기호로 구성되며, 동축 케이블 대신 광섬유를 통하여 데이타를 주고 받는다.

네트워크 장비

통신 네트워크는 시스템, 전송장치, 중계기, 가입자 단말로 구성된다.
따라서 하나의 통신망을 구성하기 위해서는 교환기 이외에 다음과 같은 다양한 장비가 필요하다.

기간망/전송장비	- 155M - 2.5G - N-DCS - W-DCS - WDM - GPS & DOTS - MDU(Multi Dwelling Unit)
WLL장비	- BS - NIU(Network Interface Unit) - CU : Central Unit - SU : Subscriber Unit - RP(Radio Port) - RPC(Radio Port Controller) - RPOM(Radio Port Operate Machine) - RIU(Radio Interface Unit)
LAN/WAN 장비	- Lan Card - Hub - Router

WLAN(무선랜) 과 WPAN(근거리 무선 개인통신망)

가을의 곰을... — Mon, 28 May 2012 17:56:33 +0900

1. WLAN(무선랜) 과 WPAN(근거리 무선 개인통신망)

WLAN (Wireless Local Area Network)이란 일반적으로 컴퓨터에서 Access Point 까지의 접속을 LAN Cable 대신 무선으로 접속한다는 뜻이다. 즉 컴퓨터 단말기↔Access Point↔기지국으로 연결되는 시스템이기 때문에 유/무선에 상관없이 사용시간에 따른 통신료가 부가된다. 한국에서는 대부분 월간 정액제로 지불하고 있다.

WPAN이란 근거리 무선 개인통신망(Wireless Personal Area Network)을 의미하여 그 종류에는 Bluetooth, Zigbee, UWB(초광대역 무선통신) 등 센서 간의 연동, 센서와 게이트웨이 간의 연동을 위한 요소기술을 모두 포함한다. 수십∼수백 미터 떨어진 PC, 휴대폰, PDA, 가전 등의 기기를 무선으로 연결하며 전송속도나 범위에서는 요소기술별로 차이를 보인다.

또한 무선으로 자신의 컴퓨터에 접속하여 파일의 내용 확인, PC와 프린트의 연결, 디지털 카메라와 PC의 연결, 일반 가정에서 무선으로 냉난방 장치 제어, 전등 스위치 ON, OFF 제어 등과 같은 역할을 할 수 있는데, 이러한 모든 통신은 개인통신망에 의한 통신이기 때문에 통신 사용료가 부가되지 않는다는 것이 WLAN과 다른 점이다. 휴대폰을 호주머니 속 또는 책상 위에 올려 놓고 근거리에서 헤드셋을 이용하여 휴대폰을 사용하는 경우 휴대폰의 사용요금은 당연히 지불하게 되지만 휴대폰과 헤드셋 사이의 무선통신은 통신료가 부가되지 않는다.

따라서 차세대 디지털 홈 환경에서 유비쿼터스 센서 네트워크(USN)를 구성하는 핵심기술로 인식되면서 기존의 WLAN(Wireless Local Area Network) 또는 CDMA망과 연계돼 거대한 유비쿼터스 네트워크를 구축하게 된다.

WPAN은 사용 용도에 따라서 여러 종류로 나누어 지는데 일반적으로 Zigbee는 지문, 음성, 생체인식 등 다른 IT기술과 접목해 홈네트워크, 공장자동화, 헬스케어 분야에서 수요를 창출하고 있으며, Bluetooth는 휴대폰, MP3P, PDA 등을 중심으로 채택이 확산되는 추세다. UWB는 Bluetooth나 WLAN에 비해 100∼500배 빠른 100∼400Mbps급 속도를 구현하는 기술로 국내는 물론이고 미, 일, 유럽 지역 IT업체들이 UWB 표준화 및 모듈 개발에 경쟁적으로 나서고 있다.

2. WLAN / WPAN 사양 비교표

	WLAN		WPAN
	WLAN 11b	WLAN 11n	Bluetooth	Zigbee	UWB
IEEE규격	IEEE802.11b	IEEE802.11n	IEEE802.15.1	IEEE802.15.4	IEEE802.15.3
주파수 대역	2.4GHZ	5GHZ	2.4GHZ	915M/2.4GHZ	3.1~10.6GHZ
전송속도	11Mbps	500Mbps	1Mbps	40/250Kbps	54Mbps
통신거리	50m	1Km	10m	30m	2~10m
접속방식	OFDM/DSSS	MIMO-OFDM	Freq. Hopping	CSMA-CA	OFDM/CDMA
특 징	데이터만 지원	데이터만 지원	다양한 통신지원 (음성, 팩스)	ㆍ저전력/저가격 ㆍ전송의 안정성	ㆍ고속 전송 ㆍ간섭에 강함
응용분야	PC	PC, Mobile	근거리 유선대체	저전력/저가기기 제어	근거리 고속 통신

※ WLAN (Wireless Local Area Network)

※ WPAN (Wireless Personal Area Network)

※ UWB (Ultra Wide Band)

※ IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 《미》 전기·전자 기술자 협회

※ OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

※ DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)

※ MIMO (Multi-Input Multi-Output)

※ CSMA-CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance)

※ CDMA (Code Devision Multiple Access )【통신】 코드[부호] 분할 다중 접속

[전송통신] 차세대 서비스 오버레이와 기존 망과의 관계

가을의 곰을... — Sun, 20 Jun 2010 19:48:15 +0900

[전송통신] 차세대 서비스 오버레이와 기존 망과의 관계

IEEE P1903(NGSON: Next Generation Service Overlay Network) 표준은 IP 기반망에서 상황변화에 다이나믹하게 적응적인 융합 서비스 제공 서비스 오버레이 프레임워크를 규정한다. 본 고에서는 지난 3월 뉴저지에서 개최된 IEEE 회의에서 정리된 NGSON과 타 망과의 관련성을 정리하고 분석한다.

NGSON over IMS

NGSON을 IMS 네트워크 위에 오버레이하는 경우이다. IMS 일부 기능실체들이 NGSON 구조의 부분이 되고, IMS에 없는 컨텍스트 인지, 다이나믹 적응, 자동 재구성 기능이 NGSON의 기능으로서 추가되는 구조이다. 이 경우 NGSON은 IMS의 인터페이스를 가진다. 아래 <그림 1>은 IMS 위의 NGSON 기능 구조로서, NGSON과 IMS기능 구조 간의 관계를 나타낸다. service routing은 CSCF 및 Service Broker와 연동하고, Service composition은 service broker와 S-PDF는 PCRF, Service Register, IDM과 연동하고, service directory는 HSS와 연동하여 정보를 활용할 수 있다.

<그림 1> NGSON over IMS

IMS 상에 NGSON을 오버레이함으로써, IMS의 기능을 컨텍스트 인지, 다이나믹 적응 및 자동 재구성이 가능하도록 다음 세가지 수준(노드, FE, 서비스)에서 개선할 수 있다.

• Context Awareness

- Keep aware of the load on each node

- Keep aware of the load on each NGSON (over IMS) FE

- Service selection based on service, network, device and user context

• Dynamic Adaptation

- Load balance across all NGSON nodes

- Load balance across all NGSON (over IMS) FEs

- Dynamic service chaining and composition

• Self-Organization includes

- Self-Configuration: Add/Remove NGSON (over IMS) Nodes/FEs/services on Application Servers

- Self-Optimization: Configure NGSON (over IMS) Nodes/FEs/services for best performance

- Self-Recovery: Recovery from dead nodes, Recovery from hung NGSON (over IMS) FEs, Recovery from missing or failed services

NGSON over P2P

NGSON 과 P2P의 관계는 다음 두 가지 경우로 나누어 볼 수 있다.

• NGSON based Self Organization in P2P

- P2P node가 NGSON FEs로 구성되고, NGSON이 P2P 네트워크의 공유 능력을 개선하기 위해서 이용자, 디바이스 상황과 같은 컨텍스트 인지 기능을 제공하며, NGSON이 이용자의 다양한 단말에 콘텐츠를 맞추어 제공하도록 P2P 네트워크에 동적 콘텐츠 적응 기능을 제공

• NGSON overlaying P2P

- 이용자가 P2P 콘텐츠 및 자원을 찾고 공유하는 있는데 있어, NGSON은 서비스 수준 QoS 기준을 만족하도록 P2P의 자원을 제공하고, 재구성이나 동적 적응 능력을 위해서 P2P의 컨텍스트를 이용

<그림 2> NGSON over P2P

P2P as NGSON Service

NGSON과 P2P의 또 한가지 관계는, P2P가 NGSON 의 서비스 중 하나인 경우이다. P2P가 NGSON에 서비스로서 등록하고, 이용자나 서비스가 P2P 서비스 사용을 위해 요청하면 P2P 네트워크의 콘텐츠 및 자원들을 가져다 줄 수 있다. 이때 효율적인 콘텐츠 딜리버리를 위해 P2P 네트워크로부터 NGSON의 컨텍스트 인지 능력을 활용할 수 있다.

<그림 3> P2P as NGSON service

NGSON with WEB

NGSON과 웹과의 관계는 이용자에게 복합 서비스를 제공하고자 하는 것으로 이러한 복합 서비스는 NGSON의 고유 능력인 컨텍스트 인지, 동적 적응을 활용할 수 있다. NGSON은 웹으로부터, 웹 서비스, 웹 페이지, 위젯과 같은 컴포넌트 자원을 이용할 수 있다.

NGSON과 웹 간의 관련성에 있어서 다음과 같은 3가지 모델을 고려할 수 있다.

(1) 인터랙션 모델: 자원별로 다른 인터랙션 제어 기능을 제공한다. 웹 서비스를 위해서 NGSON이 WS-security, WS-agreement, WS-interaction 등을 지원해야 한다. NGSON과 웹 통합을 위해서 서비스 라우팅 FE는 서비스 인터랙션, 서비스/서비스 인에이블러 접근 제어를 제공해야 한다.

(2) 딜리버리 모델: 여러 산업으로부터의 서비스를 융합하고 웹 응용을 통해 전달

(3) 컴포지션 모델: 웹 상에 가용한 서비스들을 조합하고, 웹의 서비스/자원 인터페이스를 NGSON에서 조합 가능하게 함.

<그림 4> NGSON with Web

결론

차세대 서비스 오버레이 네트워크는 기존 IMS, P2P, Web 네트워크에 ‘오버레이’하여 상황기반의 지능적인 서비스를 제공하기 위한 프레임워크로서, 그동안 기존 망과의 관계가 명확하지 않았으나 이번 회의에 여러 기고서를 통해서 상기와 같이 정리되었다. 즉, 하부망의 종류에 관계없이, 여러 하부망으로부터의 (상황) 정보들을 이용하여 복합 서비스를 조합하여 제공하며, 상황 변화에 적응적으로 대응할 수 있는 서비스 구조를 통해 차세대 네트워크가 지향하는 이용자/개인에 맞춤형으로 품질을 보장하는 서비스 네트워크에 대한 표준화를 목적으로 한다.

황진경 (KT 종합기술원 부장, jkhwang@kt.com)