[네트워크] 근거리 통신? _ LAN(Local Area Network)에 대하여

[LAN(Local Area Network)]

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근거리 통신 = LAN(Local Area Network)

LAN 개념

- 동일 건물이나, 공장, 학교 등 제한된 일정 지역 내에 설치된 각종 정보기기들 사이에서 통신을 수행하기 위해 구성된 최적화되고 신뢰성 있는 고속의 통신 채널을 제공하는 것이 근거리 통신망이다.

- 근거리 통신망은 일반적으로 전송 거리가 약 50m 정도의 거리이다.

- LAN은 작은 범위의 네트워크망으로, Ethernet, Token Ring, FDDI 형태로 구축할 수 있다.

LAN의 특징

- 건물 내에서 데이터 통신을 위해 사용되고, 공유 파일 서버, 프린터 공유 등을 위해 사용된다.

- 10Mbps에서 100Mbps의 속도로 데이터를 전송한다.

- 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다.

*채널(Channel) : 통신 매체에서 제공하는 통로로 채널을 점유하여 통신이 이루어진다.

ex) TV의 채널은 11번, 9번 등이 있다. 즉, TV를 볼 때도 채널을 점유해서 청취하게 되는 것이다.

LAN의 주요 내용

목적 1) 자원 공유 : 원격지의 자원을 공유하고, 복수의 사용자에게 독점적 사용권을 부여하며, 사용자는 불편 없이 모든 자원을 사용 가능

목적 2) 분산 처리 : 독립된 각 장비에서 계산과 작업을 처리하며, 전체 시스템의 능력은 연결된 모든 컴퓨터의 능력에 따라 결정된다.

목적 3) 분산 제어 : 분산된 지역의 독립적인 장치 간의 통신을 통하여 프로세스를 제어하며, 높은 데이터 전송 속도와, 신뢰도 유지를 한다.

목적 4) 정보 교환 : Video 및 Voice 신호 전달을 하며, Text 데이터를 전달한다.

LAN 통신의 장점

- 전송되는 패킷 손실 및 지연이 적다.

- 사용자 간에 쉽고 빠르게 자료(문서, 동영상 등)를 공유할 수가 있다.

- 신뢰성이 높고 구축 비용이 적다.

- 오류 발생률이 낮다.

LAN 통신의 단점

- 전송 거리가 짧아서 거리에 제약이 있다.

- UTP 및 광페이블로 구축되지만, 네트워크에 노드가 많아지면 충돌이 발생하여 성능이 떨어진다.

LAN 통신 프로토콜 종류

1) ALOHA(Additive Links Online Hawaii Area)

- 중앙국에 의한 제어 없이 무작위로 공통 전송 채널에 접속하는 경쟁 방식의 다원 접속 프로토콜

- 송신측 : 전송할 패킷이 있으면 언제든지 패킷을 송신한 뒤에 수신측으로부터 오는 확인 응답 신호를 기다린다.

- 수신측 : 패킷이 수신되면 패킷의 오류를 검사한 후 확인 신호를 송신측으로 보낸다.

- 송신측에서 수신측의 확인 신호가 도착하면 다음 패킷을 전송한다.

- 패킷을 발송한 후 일정 시간내에 확인 신호가 안온다면 패킷이 손실된것으로 판단하고 재전송을 시도한다.

2) Slotted ALOHA(Additive Links Online Hawaii Area)

- 중앙 제어국에서 보내 준 클럭 신호를 이용하여 모든 국들을 동기화시켜 패킷을 전송한다.

- ALOHA보다 패킷 충돌 확률을 감소시키고 전송 처리율이 2배이다.

- 무선 LAN에서 사용한다.

3) CSMA/CD(CSMA with Collision Detection) [CSMA/CD 에 대하여]

- CSMA/CD 및 CSMA/CA는 Slotted ALOHA의 방식이 발전된 형태로 전송을 바라는 스테이션이 전송 매체를 살펴서 다른 전송이 있는지 확인하고, 상대 스테이션의 전송이 끝날 때까지 전송을 하지 않는다.

CSMA/CD 동작 방식 (충돌 x)

- 전송을 원하는 호스트는 네트워크에 캐리어를 감지해 전송이 가능한지 검사한다. ex) A에서 D로 데이터 프레임을 전송

- 전송이 가능할 경우 A에서 B, C, D로 브로드캐스트를 하여 D를 찾아낸다. (여기서 D는 유니캐스트로 응답한다)

- 그 후 전송을 한다.

CSMA/CD 동작 방식 (충돌 o)

- 전송을 원하는 호스트는 네트워크에 캐리어를 감지해 전송이 가능한지 검사한다. ex) A에서 D로 데이터 프레임을 전송, B에서 C로 데이터 프레임을 전송)

- A에서 발생한 프레임과 B에서 발생한 프레임은 공유 매체에서 충돌을 발생한다. (빨간선과 파란선이 만나있는 지점)

- 충돌이 발생하면 Jam Signal을 모든 호스트로 전송하여 충돌 발생에 대해 알리고, Jam Signal을 받으면 일정 시간 뒤에 다시 전송을 시작한다.

*CSMA/CD LAN

- CSMA를 발전시킨 것으로 CSMA 방식에 충돌 감지를 빨리하고 충돌이 발생하면 즉시 검출하여 데이터 프레임의 송신을 중단하고, 대기한 다음, 회선이 사용 중이 아닐 때 프레임을 재전송하는 방식이다.

IEEE 802 위원회 LAN 표준안 

- LAN 관련 표준화를 수행하는 표준화 기관으로, 대표적인 예가 무선 LAN 관련 표준인데, 무선 LAN은 모두 802.11로 시작한다.

- 802.11로 시작하는 이유는 IEEE 802 위원회가 무선 LAN을 위해서는 약 50m의 전송 거리, 11Mbps 전송 속도 등을 요구사항으로 정의했기 떄문이다.

- 이 조건을 만족하는 문선 LAN 표준들은 IEEE 802.11b, IEEE 802.11a 등이 있으며 요구사항은 좀 더 발전되어서 54Mbps, 100Mbps 등으로 변경되고 있다.

[IEEE802 위원회 LAN 표준]

*IEEE : 1963년 설립된 미국전기전자기술자협회로 전기학회가 합병된 학회이다. LAN(Local Area Network) 표준을 정의하고 있다.

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