[정보처리기사 5과목] IT 프로젝트 정보시스템 구축관리 (2)

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과목: 5. 정보시스템 구축 관리 챕터: 2장 IT프로젝트 정보 시스템 구축 관리	#네트워크 관련 신기술 / 네트워크 설치 구조 / 스위치 경로 제어 프로토콜  / SW 관련 신기술 / 트래픽 제어 HW 관련 신기술 / Secure OS / 병행제어 / 데이터 표준화

 

네트워크 구축

네트워크 설치 구조

✔ 통신망(Communication Network)은 정보를 전달하기 위해 통신 규약에 의해 연결된 통신 설비의 집합

✔ 장치들의 물리적 위치에 따라 성형, 링형, 버스형, 계층형, 망형으로 나누어짐

 

 

 

성형(Star, 중앙 집중형)

중앙에 중앙 컴퓨터가 있고 이를 중심으로 단말 장치들이 연결되는 중앙 집중식 네트워크 구성 형태

 

✔ Point-to-Point 방식(1:1) 으로 회선 연결

✔ 각 단말은 중앙 컴퓨터를 통하여 데이터를 교환

✔ 단말장치의 추가와 제거가 쉬움

✔ 하나의 단말장치가 고장나더라도 다른 단말장치에는 영향X

✔ 중앙 컴퓨터가 고장나면 전체 통신망의 기능 정지

✔ 중앙 집중식으로 교환 노드의 수가 가장 적음

 

 

 

 

 

링형(Ring, 루프형)

컴퓨터와 단말장치들을 서로 이웃하는 것끼리 포인트 투 포인트 방식으로 연결시킨 형태

 

✔ 분산 및 집중 제어 모두 가능

✔ 단말기 추가/제거 및 기밀 보호 어려움

✔ 각 단말에서 전송 지연 발생 가능

✔ 중계기 수 많아짐

✔ 단방향 또는 양방향으로 전송할 수 있으며 단방향 링의 경우 어느 하나라도 고장나면 전체 통신망에 영향 미침

✔ 양방향 링은 다른 방향으로 우회 가능하므로 정상적인 노드들끼리는 통신 가능함

 

 

 

 

 

버스형(Bus)

한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말장치가 연결되어 있는 형태

 

 

✔ 한 개의 통신 회선에 여러 대의 단말장치가 연결되어 있는 형태

✔ 물리적 구조가 간단, 단말장치의 추가와 제거가 용이함

✔ 단말장치가 고장나더라도 통신망 전체에 영향을 주지 않기 때문에 신뢰성 높일 수 있음

✔ 기밀 보장 어렵고, 통신 회선 길이 제한 있음

 

 

 

 

 

계층형(Tree, 분산형)

 

✔중앙 컴퓨터와 일정 지역의 단말장치까지는 하나의 통신 회선으로 연결하고 이웃하는 단말 장치는 일정 지역 내에 설치된 중간단말장치로부터 다시 연결시키는 형태

✔ 분산 처리 시스템을 구성하는 방식

 

 

 

 

망형(Mesh)

 

모든 지점의 컴퓨터와 단말장치를 서로 연결한 형태로 노드 연결성이 높음

 

✔ 많은 단말장치로부터 많은 양의 통신을 필요로 하는 경우에 유리함

✔ 공중 데이터 통신망에서 사용되며 통신 회선의 총 경로가 가장 김

✔ 통신 회선 장애 시 다른 경로를 통하여 데이터를 전송할 수 있음

✔ 모든 노드를 망형으로 연결하려면 노드 수가 n 개일 때 n(n-1)/2 개의 회선이 필요하고, 노드당 n-1개의 포트 필요

 

 

 

 

네트워크 분류

각 사이트들이 분포되어 있는 지리적 범위에 따라 LAN과 WAN으로 분류된다

근거리 통신망 (LAN; Local Area Network)	- 회사, 학교, 연구소 등 비교적 가까운 거리에 있는 컴퓨터, 프린터와 같은 자원을 연결하여 구성 - 주로 자원 공유를 목적으로 사용함 - 사이트 간의 거리가 짧아 데이터 전송 속도 빠르고 에러 발생율이 낮음 - 버스형, 링형 구조 사용
광대역 통신망 (WAN; Wide Area Network)	- 국가-국가 혹은 대륙-대륙처럼 멀리 떨어진 사이트들을 연결하여 구성 - 사이트 간 거리가 멀어 데이터 전송 속도 느리고 에러 발생율 높음 - 일정한 지역에 있는 사이트들을 LAN으로 연결 후 각 LAN을 연결하는 방식 사용

 

 

스위치

개요

- 브리지와 같이 LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치

- OSI 7계층에 따라 L2, L3, L4, L7 로 분류된다 (OSI 7계층: 물리-데이터링크-네트워크-전송-세션-표현-응용)

- 상위 레이어의 스위치는 하위 레이어의 스위치 기능들을 포함한다.

L2	-OSI 2계층(데이터 링크)에 속하는 장비 -일반적으로 부르는 스위치를 의미 -MAC 주소를 기반으로 프레임 전송
L3	-OSI 3계층(네트워크)에 속하는 장비 -L2 + 라우터 기능, IP 주소를 기반으로 패킷 전송 -서로 다른 네트워크 간의 연결 가능 -주로 백본 스위치의 역할
L4	-OSI 4계층(전송)에 속하는 장비 -L3+ 로드밸런서(트래픽을 분산시켜주는 장비), IP 주소 및 TCP/UDP 기반 -서버 부하가 적은 곳에 배분하는 로드 밸런싱 기능 제공
L7	-OSI 7계층(응용)에 속하는 장비 -IP주소, TCP/UDP 포트 정보에 패킷 내용까지 참조하여 세밀하게 로드 밸런싱

 

스위칭 방식

스위치가 프레임을 전달하는 방식에 따라 다음 세 가지로 나뉜다

store and forwarding	데이터를 모두 받은 후 스위칭
cut-through	데이터 목적지 주소만을 확인한 뒤 바로 스위칭
fragment free	위 두 가지 방식의 장점을 결합한 방식

 

 

 

백본 스위치(Backbone Switch)

여러 네트워크들을 연결할 때 중추적 역할을 하는 네트워크를 백본(Backbone)이라 하고,

백본에서 스위칭 역할을 하는 장비를 백본 스위치라고 한다

 

✔ 모든 패킷이 지나가는 네트워크의 중심에 배치한다

✔ 대규모 트래픽을 처리하려면 고성능의 백본 스위치 사용

✔ 주로 L3 스위치가 백본 스위치 역할을 함

 

 

Hierarchical 3 Layer 모델

네트워크 구성 시 사용되는 모델의 한 종류로 액세스, 디스트리뷰션, 코어 계층으로 나뉨

 

✔ 엑세스 계층

> 사용자가 네트워크에 접속할 때 최초로 연결되는 지점

> 성능은 낮아도 되지만 포트수는 사용자 만큼 있어야 함

> L2 스위치 이용

 

 

✔ 디스트리뷰션 계층

> 액세스 계층의 장치들이 연결되는 지점

> LAN 간의 라우팅 기능 수행

> 라우터, L3 스위치 이용

 

✔ 코어 계층

> 백본 계층이라고도 함(백본 스위치 사용)

> 전자우편, 인터넷 접속, 화상 회의 등의 기능 수행

 

 

 

경로 제어 / 트래픽 제어

개요

✔ 경로 제어는 송/수신 측 간의 전송 경로 중 최적 패킷 교환 경로를 결정하는 기능

✔ 최적 패킷 교환 경로: 어느 한 경로에 데이터의 양이 집중하는 것을 피하면서 최저의 비용으로 최단 시간에 송신할 수 있는 경로

✔ 경로  제어표(Routing Table)를 참조해서 이루어지며 라우터에 의해 수행

✔ 경로 제어 요소: 성능, 경로 결정 시간&장소, 정보 발생지, 경로 정보의 갱신 시간

 

 

프로토콜

✔ IGP

>  RIP(Routing Information Protocol)

>> 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜, 거리 벡터 라우팅 프로토콜이라고도 하며 Bellman-Ford 알고리즘 사용

>> 최대 홉 수는 15임

>> 소규모 네트워크 환경에 적합

 

> OSPF(Open Shortest Path First protocol)

>> IGP의 한계를 극복하기 위해 고안된 것

>> 대규모 네트워크에서 많이 사용됨, 라우팅 정보에 노드 간 거리 정보, 링크 상태 정보를 실시간으로 반영하여 최단 경로 라우팅지원

 

✔ EGP

> 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜

 

✔ BGP

> EGP의 단점을 보완하기 위해 만들어짐

> 라우팅 테이블을 전달하는데 주로 이용된다

 

 

트래픽 제어(Traffic Control)

✔ 네트워크 보호, 성능 유지, 네트워크 자원의 효율적인 이용, 패킷 흐름 제어, 폭주(혼합) 제어, 교착상태 방지 기법

 

흐름 제어(Flow Control)

- 송신&수신 측 사이의 패킷의 양(수)이나 속도를 규제하는 기능

- 수신 측 버퍼의 오버플로(Overflow)를 방지하기 위한 기능

- 정지-대기(Stop-and-Wait): 수신 측의 확인 신호(ACK)를 받은 후에 다음 패킷 전송(한 번에 하나)

- 슬라이딩 윈도우(Sliding Window): ACK를 받지 않더라도 미리 정해진 패킷 수만큼 연속적으로 전송하는 방식(한 번에 여러개)

 

 

폭주(혼잡) 제어(Congestion Control)

- 네트워크 내의 패킷 수를 조절하는 기능(송신 측의 전송 속도를 적절히 조절)

- 네트워크의 오버플로(Overflow) 방지하기 위한 기능

- 느린 시작(Slow Start): 윈도우의 크기를 2배씩 지수적으로 증가시켜 초기에는 느리지만 갈수록 빨라짐

- 혼잡 회피(congestion Avoidance): 느린시작의 지수적 증가가 임계 값에 도달하면 혼잡으로 간주, 회피를 위해 윈도우 크기를 1씩 선형적으로 증가시켜 혼잡을 예방하는 방식

 

 

교창상태(Dead Lock) 방지

- 교환기 내에 패킷들을 축적하는 기억 공간이 꽉 차 있을 때 다음 패킷들이 기억 공간에 들어가기 위해 무한정 기다리는 현상

- 패킷이 같은 목적지를 갖지 않도록 할당하고, 교착상태 발생 시에는 교착상태에 있는 한 단말장치를 선택하여 패킷 버퍼를 폐기

 

 

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정보처리기사 5과목 필기(상시업뎃)

참고: 시나공 정보처리기사 필기 (저자: 강윤석, 김용갑, 김우경, 김정준 | 출판사: 길벗), 유튜브 주간컴공TV