정보처리기사 필기 2006년 5월 A형 데이터 통신

<HDLC(High-level Data Link Control)>

• HDLC의 데이터 전송 모드 : 데이터 전송 모드는 제어부에서 관리하는 U프레임에 의해 설정 

표준(정규) 응답 모드(NRM)	• 반이중 통신을 하는 포인트 투 포인트 또는 멀티 포인트 불균형 링크 구성에 사용 • 종국은 주국의 허가(Poll)가 있을 때에만 송신
비동기 응답 모드(ARM)	• 전이중 통신을 하는 포인트 투 포인트 불균형 링크 구성에 사용 • 종국은 주국의 허가(Poll) 없이도 송신이 가능하지만, 링크 설정이나 오류 복구 등의 제어 기능은 주국만 함
비동기 균형(평형) 모드(ABM)	• 전이중 통신을 하는 포인트 투 포인트 균형 링크에서 사용 • 혼합국끼리 허가 없이 언제나 전송할 수 있도록 설정

<자동 반복 요청(ARQ)>

• 오류 발생 시 수신 측은 오류 발생을 송신 측에 통보하고, 송신 측은 오류 발생 블록을 재전송하는 모든 절차를 의미한다.

정지-대기(Stopand- Wait) ARQ	•송신 측에서 한 개의 블록을 전송한 후 수신측으로부터 응답을 기다리는 방식 • 구현 방법은 가장 단순하지만, 전송 효율이 떨어짐
연속(Continuous) ARQ	•연속적으로 데이터 블록을 보내는 방식 • Go-Back-N ARQ : 오류가 발생한 블록 이 후의 모든 블록을 재전송함 • 선택적 재전송(Selective Repeat) ARQ : 오류가 발생한 블록만을 재전송하는 방식으로, 수신 측에서 데이터를 처리하기 전에 원래 순서대로 조립해야 하므로, 더 복잡한 논리회로와 큰 용량의 버퍼가 필요함
적응적(Adaptive) ARQ	• 데이터 블록의 길이를 채널의 상태에 따라 그때그때 동적으로 변경하는 방식으로, 전송효율이 제일 좋음 • 제어회로가 복잡하고, 비용이 많이 들어 현재는 거의 사용되지 않음

<OSI 참조 모델>

• 다른 시스템 간의 원활한 통신을 위해 ISO(국제표준화 기구)에서 제안한 통신 규약(Protocol)이다.
• OSI 7계층 : 하위 계층(물리 계층 → 데이터 링크 계층 → 네트워크 계층) → 상위 계층(전송 계층 → 세션 계층 → 표현 계층 → 응용 계층)

물리 계층 (Physical Layer)	• 전송에 필요한 두 장치 간의 실제 접속과 절단 등에 필요한 전송 매체의 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성에 대한 규칙 정의 •RS-232C 등
데이터 링크 계층(Data Link Layer)	• 2개의 인접한 개방 시스템들 간에 신뢰성 있고 효율적인 정보 전송을 할 수 있도록 함 • 흐름 제어, 프레임 동기화, 오류 제어, 순서제어 • HDLC, LAPB, PPP, LLC 등
네트워크 계층 (Network Layer, 망 계층)	• 개방 시스템들 간의 네트워크 연결 관리(네트워크 연결을 설정, 유지, 해제), 데이터의 교환 및 중계 • 경로 설정(Routing), 트래픽 제어, 패킷 정보 전송 • X.25, IP 등
전송 계층 (Transport Layer)	• 종단 시스템(End-to-End) 간에 투명한 데이터 전송을 가능하게 함 • 전송 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제 기능 • 주소 설정, 다중화, 오류 제어, 흐름 제어 • TCP, UDP 등
세션 계층 (Session Layer)	• 송·수신 측 간의 관련성을 유지하고 대화 제어를 담당 • 대화(회화) 구성 및 동기 제어, 데이터 교환 관리 기능 • 체크점(=동기점) : 오류가 있는 데이터의 회복을 위해 사용하는 것으로 소동기점과 대동 기점이 있음
표현 계층 (Presentation Layer)	• 응용 계층으로부터 받은 데이터를 세션 계층에 맞게, 세션 계층에서 받은 데이터는 응용 계층에 맞게 변환하는 기능 • 코드 변환, 데이터 암호화, 데이터 압축, 구문검색, 정보 형식(포맷) 변환, 문맥 관리 기능
응용 계층 (Application Layer)	사용자(응용 프로그램)가 OSI 환경에 접근할수 있도록 서비스를 제공함

<신호 변환 방식 - 디지털 변조(Keying)>

• 모뎀(MODEM)을 이용하여 디지털 데이터를 아날로
그 신호로 변조하는 방식이다.
• 변조 방식

진폭 편이 변조(ASK)	• 2진수 0과 1을 서로 다른 진폭의 신호로 변조 • 이 방식을 사용하는 모뎀은 구조가 간단하고, 가격이 저렴함 • 신호 변동과 잡음에 약하여 데이터 전송용으로 거의 사용되지 않음
주파수 편이 변조(FSK)	• 2진수 0과 1을 서로 다른 주파수로 변조 • 1,200bps 이하의 저속도 비동기식 모뎀에서 사용됨 • 이 방식을 사용하는 모뎀은 구조가 간단하고, 신호변동과 잡음에도 강함
위상 편이 변조(PSK)	•2진수 0과 1을 서로 다른 위상을 갖는 신호로 변조 • 파형의 시작 위치를 다르게 하여 신호를 전송 • 한 위상에 1비트(2위상), 2비트(4위상), 또는 3비트(8위상)를 대응시켜 전송하므로, 속도를 증가시킬 수 있음 • 중·고속의 동기식 모뎀에 많이 사용 • 종류 : 2위상 편이 변조(DPSK), 4위상 편이 변조(QDPSK), 8위상 편이 변조(ODPSK)
직교 진폭 변조(QAM) = 진폭 위상 변조, 직교 위상 변조	• 반송파의 진폭과 위상을 상호 변환하여 신호를 얻는 변조 방식 • 제한된 전송 대역 내에서 고속 전송(9,600bps)이 가능함 • 9,600bps 모뎀의 표준 방식으로 권고됨 • 신호의 진폭과 위상을 표시하는 신호의 구분점이 통신 회선의 잡음과 위상 변화에 대하여 우수한 특성을 지님

<전송 제어 문자>

• 링크 관리, 프레임의 시작 및 끝의 구별과 오류 제어 등의 기능을 한다.

문 자	기 능
SYN(SYNchronous Idle)	문자 동기
SOH(Start Of Heading)	헤딩의 시작
STX(Start of TeXt)	본문의 시작 및 헤딩의 종료
ETX(End of TeXt)	본문의 종료
ETB(End of Transmission Block)	블록의 종료
EOT(End Of Transmission)	전송 종료 및 데이터 링크의 해제
ENQ(ENQuiry)	상대편에 데이터 링크 설정 및 응답 요구
DLE(Data Link Escape)	전송 제어 문자 앞에 삽입하여 전송 제어 문자임을 알림(문자의 투과성을 위해 삽입)
ACK(ACKnowledge)	수신된 메시지에 대한 긍정 응답
NAK (Negative AcKnowledge)	수신된 메시지에 대한 부정 응답

<회선 제어 방식>

경쟁 (Contention) 방식	• 회선 접속을 위해서 서로 경쟁하는 방식 • 송신 요구를 먼저 한 쪽이 송신권을 가짐 • 포인트 투 포인트 방식에서 주로 사용 • 데이터 링크가 설정되면 정보 전송이 종료되기 전까지는 데이터 링크의 종결이 이루어지지 않고 독점적으로 정보를 전송함 • 대표적인 시스템으로는 ALOHA가 있음
폴링/셀렉션(Polling/ Selection) 방식	• 주컴퓨터에서 송·수신 제어권을 가지고 있는 방식으로 트래픽이 많은 멀티 포인트 방식에서 사용 • 폴링(Polling) : 주컴퓨터에서 단말기에게 전송할 데이터가 있는지를 물어 전송할 데이터가 있다면 전송을 허가(Poll)하는 방식으로, 단말기에서 컴퓨터로 보낼 데이터가 있는 경우에 사용 • 셀렉션(Selection) : 주컴퓨터가 단말기로 전송할 데이터가 있는 경우 그 단말기가 받을 준비가 되었는가를 묻고, 준비가 되어 있다면 주컴퓨터에서 단말기로 데이터를 전송하는 방식

<전송 제어의 기본>

• 전송 제어 : 데이터의 원활한 흐름을 위하여 입·출력제어, 회선 제어, 동기 제어, 오류 제어, 흐름 제어 등을 수행하는 것
• OSI 7 참조 모델의 데이터 링크 계층(2계층)에서 수행하는 기능이다.
• 전송 제어 절차 : 데이터 통신 회선의 접속 → 데이터 링크 설정(확립) → 정보 메시지 전송 → 데이터 링크 종결 → 데이터 통신 회선의 절단

<모뎀(MODEM)>

• 컴퓨터나 단말장치로부터 전송되는 디지털 데이터를 아날로그 회선에 적합한 아날로그 신호로 변환하는 변조(M O d u l a t i o n ) 과정과 그 반대의 복조(DEModulation) 과정을 수행한다.
• 모뎀의 기능 : 변·복조 기능, 자동 응답 기능, 자동 호출 기능, 자동 속도 조절 기능, 모뎀 시험(Loop Test)기능
• 널(Null) 모뎀 : 모뎀을 사용하지 않고 RS-232C 커넥터를 이용해 2대의 컴퓨터를 직접 접속해서 정보를 교환할 수 있게 하는 것으로 실제로는 모뎀이 사용되지 않지만 컴퓨터의 입장에서는 모뎀을 사용하는 것과 같으므로 모뎀이라고 표현함 

<시분할 다중화기(TDM)>

• 통신 회선의 대역폭을 일정한 시간 폭(Time Slot)으로 나누어 여러 대의 단말장치가 동시에 사용할 수 있도록 한 것이다.
• 디지털 회선에서 주로 이용하며, 대부분의 데이터 통신에 사용된다.
• 다중화기의 내부 속도와 단말장치의 속도 차이를 보완해 주는 버퍼가 필요하다.

동기식 시분할 다중화기 (STDM)	• 모든 단말장치에 균등한(고정된) 시간 폭을 제공함 • 전송되는 데이터의 시간 폭을 정확히 맞추기 위한 동기 비트가 필요함 • 통신 회선의 데이터 전송률이 전송 디지털 신호의 데이터 전송률을 능가할 때 사용함 • 전송할 데이터가 없는 경우에도 시간 폭(Time Slot)이 제공되므로 효율성이 떨어짐 • 송신 측에서는 입력된 데이터를 채널 별로 분리하여 각각의 채널 버퍼에 저장하고, 이를 순차적으로 전송함 • 다중화된 회선의 데이터 전송률은 접속장치들의 데이터 전송률의 합과 같음
비동기식 시분할 다중화기 (ATDM)	• 전송할 데이터가 있는 단말장치에만 시간 폭을 제공하므로, 전송 효율이 높음 • 동기식 시분할 다중화기보다 많은 수의 단말기들이 전송 매체에 접속할 수 있음 • 데이터 전송량이 많아질 경우 전송 지연이 생길 수 있음 • 동기식 시분할 다중화기에 비해 접속에 소요되는 시간이 김 • 주소 제어, 흐름 제어, 오류 제어 등의 기능을 하므로 복잡한 제어 회로와 임시 기억장치가 필요하고, 가격이 비쌈 • 지능 시분할 다중화기, 확률적 시분할 다중화기, 통계적 시분할 다중화기라고도 함 • 다중화된 회선의 데이터 전송률은 접속장치들의 데이터 전송률의 합보다 작음

<펄스 코드 변조(PCM)>

• 화상, 음성, 동영상 비디오, 가상 현실 등과 같이 연속적인 시간과 진폭을 가진 아날로그 데이터를 디지털신호로 변조하는 방식으로, CODEC을 이용한다.
• 펄스 코드 변조(PCM) 순서 : 송신 측(표본화 → 양자화 → 부호화) → 수신 측(복호화 → 여파화)

표본화 (Sampling)	• 음성, 영상 등의 연속적인 신호 파형을 일정 시간 간격으로 검출하는 단계 • 샤논(Nyquist Shanon)의 표본화 이론 : 어떤 신호 f(t)가 의미를 지니는 최고 주파수보다 2배 이상의 주파수로 균일한 시간 간격 동안 채집된다 면 이 채집된 데이터는 원래의 신호가 가진 모든 정보를 포함함 • 표본화에 의해 검출된 신호를 PAM 신호라고 하며, 아날로그 형태임 • 표본화 횟수 = 2배 × 최고 주파수 • 표본화 간격 = 1 / 표본화 횟수
양자화 (Quantizing)	• 표본화된 PAM 신호를 유한 개의 부호에 대한 대표값으로 조정하는 과정 • 실수 형태의 PAM 신호를 반올림하여 이산적인 정수형으로 만듦 • 양자화 잡음 : 표본 측정값과 양자화 파형과의 오차를 말하며, 주로 PCM 단국장치에서 발생 • 양자화 잡음은 양자화 레벨을 세밀하게 함으로써 줄일 수 있으나, 이 경우 데이터의 양이 많아지고 전송 효율이 낮아짐 • 양자화 레벨 : PAM 신호를 부호화할 때 2진수로 표현할 수 있는 레벨(양자화 레벨 = 2의 표본당 전송 비트 수 승)
부호화 (Encoding)	양자화된 PCM 펄스의 진폭 크기를 2진수(1 또는 0)로 표시하는 과정
복호화 (Decoding)	수신된 디지털 신호(PCM 신호)를 PAM 신호로 되돌리는 단계
여파화 (Filtering)	PAM 신호를 원래의 입력 신호인 아날로그 신호로 복원하는 과정

<전송 오류 제어 방식>

전진(순방향) 오류 수정 (FEC)	• 재전송 요구 없이 수신 측에서 스스로 오류 검출과 수정을 하는 방식 • 역채널이 필요 없고, 연속적인 데이터 흐름이 가능함 • 데이터 비트 이외에 오류 검출 및 수정을 위한 비트(잉여 비트)들이 추가로 전송되어야 하기 때문에 전송 효율이 떨어짐 • 해밍 코드, 상승 코드 방식이 있음
후진(역방향) 오류 수정 (BEC)	• 데이터 전송 과정에서 오류가 발생하면 송신 측에 재전송을 요구하는 방식 • 패리티 검사, CRC, 블록 합 방식 등을 사용하여 오류를 검출하고, 오류 제어는 자동 반복 요청(ARQ)에 의해 이루어짐

<VAN(부가 가치 통신망)>

• 공중 통신 사업자로부터 통신 회선을 임대하여 하나의 사설망을 구축하고 이를 통해 정보의 축적, 가공, 변환 처리 등 부가 가치를 첨가한 후 불특정 다수를 대상으로 서비스를 제공하는 통신망이다.
• 계층 구조 : 정보 처리 계층, 통신 처리 계층, 네트워크 계층, 기본 통신 계층
• 기능 : 전송 기능, 교환 기능, 통신 처리 기능, 정보 처리 기능
• 통신 처리 기능은 축적 교환 기능과 변환 기능으로 나눠진다. 

축적 교환 기능	전자 사서함, 데이터 교환, 동보 통신, 정시수집, 정시 배달
변환 기능	속도 변환, 프로토콜 변환, 코드 변환, 데이터형식(Format) 변환, 미디어 변환

• 프로토콜 변환

서로 다른 네트워크 간에 또는 서로 다른 기종 간에 통신이 가능하도록 통신 절차(회선 제어, 접속 등)를 변환하는 기능입니다.