Chapter 3

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Chapter 3Chapter 3

Objectives Upon completion you will be able to:

Underlying TechnologyUnderlying Technology

• Understand the different versions of wired Ethernet• Understand wireless Ethernet• Understand the types of point-to-point WANs• Understand the types of switched WANs, especially ATM• Differentiate between repeaters, bridges, routers, and hubs


CONTENTSCONTENTS• LANS• POINT-TO-POINT WANS• SWITCHED WANS• CONNECTING DEVICES


인터넷 모델인터넷 모델


3.1 Local Area Networks

A A local area network (LAN)local area network (LAN) is a data communication system that allows is a data communication system that allows a number of independent devices to communicate directly with each a number of independent devices to communicate directly with each other in a limited geographic area such as a single department, a single other in a limited geographic area such as a single department, a single building, or a campus. A large organization may need several connected building, or a campus. A large organization may need several connected LANs.The most popular LANs are Ethernet and wireless LANs. We LANs.The most popular LANs are Ethernet and wireless LANs. We briefly review these technologies in this section. briefly review these technologies in this section.

The topics discussed in this section include:The topics discussed in this section include:

Wired LANs: Ethernet Wired LANs: Ethernet Wireless LANs: IEEE 802.11Wireless LANs: IEEE 802.11


3.3.1 1 근거리 통신망근거리 통신망 ((LAN)LAN)

아파트 , 빌딩 또는 캠퍼스와 같은 제한된 지역의 독립적인

장치들이 서로 통신할 수 있게 하는 데이터 통신 시스템

유선 LAN : 이더넷

전통적인 이더넷 (10Mbps)

고속 이더넷 (100Mbps)

기가비트 이더넷 (1000Mbps)

무선 (Wireless) LAN : IEEE 802.11


3.3.1 1 근거리 통신망근거리 통신망 ((LAN)LAN)

유선 LAN : 이더넷 (Ethernet)1973 년 제록스사가 설계한 프로토콜데이터 전송률 10Mbps접속형태 – 버스형현재 데이터 전송률 – 100Mbps, 1000MbpsIEEE 802.3 표준


3.2 3.2 근거리 통신망근거리 통신망 ((LAN)(LAN)( 계속계속 ))

접근방법 : (CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)


Minimum frame length/Transmission rate Minimum frame length/Transmission rate is proportional to is proportional to

Collision domain / Collision domain / Propagation speedPropagation speed


3.3.1 1 근거리 통신망근거리 통신망 ((LAN)(LAN)( 계속계속 ))

이더넷 계층



이더넷 프레임



프레임 필드Preamble : 수신측에 프레임 도착 통지 , 시스템 타이머 동기 맞춤Start frame delimiter : 프레임 시작을 알림 ( 동기 )Destination address : 다음 지국의 물리 주소Source address : 이전 지국의 물리 주소Length Type : 데이터 필드 길이 / 상위 계층 프로토콜Data : 상위층으로부터 받은 데이터 , 46 ~ 1,500 바이트Cyclic redundancy check : 오류 검출



주소지정 (Addressing)네트워크 인터페이스 카드 (NIC : Network Interface

Card)

6 바이트 물리주소16 진수 표기법 : 01-01-02-01-2C-4D

주소 종류 : Unicast Address, Multicast Address,

Broadcast Address



구현 (Implementation)10BASE5 : thick Ethernet

10BASE2 : thin Ethernet, cheapernet

10BASE-T : 꼬임쌍선 Ethernet

10BASE-FL( 광섬유 연결 Ethernet)



이더넷 구현 : 10BASE5



이더넷 구현 : 10BASE2



이더넷 구현 : 10BASE-T



이더넷 구현 : 10BASE-FL



고속 이더넷 (Fast Etherent)고속 전송률이 요구되는 응용에 적합

CAD, 영상처리 , 실시간 오디오 , 비디오 등

100Mbps 속도 제공

이더넷의 충돌 영역을 1/10 로 감소 , 속도는 10 배 증가

100BASE-T4, 100BASE-TX, 100BASE-FX



Fast 이더넷의 구현 : 100BASE-TX



Fast 이더넷의 구현 : 100BASE-FX



Fast 이더넷의 구현 : 100BASE-T4



기가비트 이더넷 (Gigabit Ethernet)데이터 전송률 (1000Mbps)

CSMA/CD 유지 : 충돌 도메인을 작게

CSMA/CD 제거 : 모든 지국은 중앙허브에 2 개의 구분된 경로로 연결



기가비트 이더넷의 구현 : 1000BASE-SX/LX



기가비트 이더넷의 구현 : 1000BASE-T



무선 LAN : IEEE 802.11 AP 가 없는 BSS : 애드혹 (Ad hoc) 구조 기본 서비스 집합 (BSS : Basic Service Set)

무선 지국과 AP(Access Point) 로 구성

확장 서비스 집합 ESS(Extended Service Set) AP 를 가지고 있는 두개 이상의 BSS 로 구성



BSS(Basic Service Set)



ESS(Extended Service Set)



물리층IEEE 802.11 : 비트를 신호로 변환하는 규격무선 주파수 영역 규격



IEEE 802.11 FHSS2.40 ~ 2.48 GHz 대역1 ~ 2 Mbps 데이터 전송률Frequency hopping spread spectrum



IEEE 802.11 DSSS2.40 ~ 2.48 GHz 대역1 ~ 2 Mbps 데이터 전송률direct sequence spread spectrum

각 비트를 chip code 로 바꾸어 전송



IEEE 802.11a OFDS 18Mbps 와 54Mbps 데이터 전송률 직교 주파수 분할 다중화 (orthogonal frequency-division

multiplexity)

IEEE 802.11b HR-DSSS 1, 2, 5.5, 11Mbps 데이터 전송률 고속 (High-rate)

IEEE 802.11g OFDM 54Mbps 데이터 전송률 2.40 ~ 2.48GHz 대역



MAC 부계층분산 조정 기능 (DCF:distributed coordination

function)

포인트 조정 기능 (PCF:point coordination function)



접속방법 (Access Method)

CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

숨겨진 터미널 문제 (Hidden Terminal Problem)



RTS(reguest to send), CTS(clear to send) 이용



MAC 계층 프레임



프레임 프레임 제어 (Frame Control:FC) – 프레임 종류 , 제어 정보 기간 (Duration:D) – 전송 기간 주소 (Address) – 4 개의 6 바이트 주소 순서 제어 (Sequence Control) – 순서 번호 프레임 몸체 (Frame Body) – 0 ~ 2, 312 바이트 길이 FCS(Frame Check Sequence) – 오류 검출



IEEE 802.11 주소

Table 3.1 Table 3.1 Addresses in IEEE 802.11Addresses in IEEE 802.11


3.2 Point-to-Point WANs

A second type of network we encounter in the Internet is the point-to-A second type of network we encounter in the Internet is the point-to-point wide area network. A point wide area network. A point-to-point WANpoint-to-point WAN connects two remote connects two remote devices using a line available from a public network such as a telephone devices using a line available from a public network such as a telephone network. We discuss the physical and data link layers of these network. We discuss the physical and data link layers of these technologies here..technologies here..


Physical LayerPhysical LayerData Link LayerData Link Layer


3.3.2 2 점점 -- 대대 -- 점 점 WANWAN

물리층

V.90/V.92(56K) 모뎀 : download-56kbps, upload-33.6kbps

디지털 가입자 회선 (DSL : Digital Subscriber Line)

ADSL (Asymmetric)

RADSL (Rate adaptive)

HDSL (High bit rate)

SDSL (Symmetric)

VDSL (Very High bit rate)

케이블 모뎀

T 회선

SONET



56K 모뎀

업로딩 (uploading) : 33.6Kbps



56K 모뎀

다운로딩 (downloading) : 56Kbps



DSL(Digital Subscriber Line) 기술

A(Asymmetric)DSL

RA(Rate adaptive) DSL

HDSL(High bit rate) DSL

S(Symmetric) DSL

V(Very high bit rate) DSL


ADSL is an asymmetric communication technology designed for residential users;

it is not suitable for businesses.

Note:Note:




ADSL 대역폭 분할



대역폭 분할

음성 (Voice) : 0 번 채널

유휴 (idle) : 0~5 번 채널

상향데이터 및 제어 (upstream data and control) : 6~30 번 (25 개 )

하향데이터 및 제어 (downstream data and control) : 31~255 번 (225

개 )

실제로 상향 64Kbps 에서 1Mbps 까지 , 하향

500Kbps 에서 8Mbps 까지





케이블 모뎀

케이블 TV 네트워크 이용

전통적인 케이블 네트워크 : 단방향

HFC(Hybrid fiber-coaxial) 네트워크 : 광섬유와 동축 혼합 사용

대역폭 (bandwidth) : 5~750MHz



공유 (Sharing)

상향과 하향 대역폭을 가입자들이 공동으로 사용

모든 대역은 6MHz 채널로 나누어 사용

상향 데이터 채널은 6 개

하향 데이터 채널은 33 개

수천 , 수만의 가입자에 대해 시분할 (time sharing) 을 이용하여

서비스



케이블 모뎀 구성



T 회선

Table 3.2 Table 3.2 T line ratesT line rates



SONET(Synchronous optical network)

Table 3.3 Table 3.3 SONET ratesSONET rates



데이터 링크층

PPP(Point-to-point protocol)

물리층 : ANSI 에서 공인된 모든 종류의 프로토콜 지원

PPP 프레임

LCP(Linic Control Protocol)

NCP(Network Control Protocol)

PPPoE(PPP over Ethernet)


3.3 Switched WANs

The backbone networks in the Internet are usually switched WANs. A The backbone networks in the Internet are usually switched WANs. A switched WANswitched WAN is a wide area network that covers a large area (a state or is a wide area network that covers a large area (a state or a country) and provides access at several points to the users. Inside the a country) and provides access at several points to the users. Inside the network, there is a mesh of point-to-point networks that connects network, there is a mesh of point-to-point networks that connects switches. The switches, multiple port connectors, allow the connection of switches. The switches, multiple port connectors, allow the connection of several inputs and outputs. several inputs and outputs.


X.25X.25Frame RelayFrame RelayATMATM


3.3.3 3 교환 교환 WANWAN

X.25

1970 년대 소개

최초의 교환 WAN

전송 매체의 신뢰성이 낮음

데이터 링크와 네트워크 층에서 흐름제어와

오류제어 수행

IP 와 X.25 간 충돌



프레임 중계

X.25 를 대체하기 위해 설계

높은 데이터 전송률 (1.544Mbps – 44.736Mbps)

Busty Data : 요구 대역폭 (Bandwidth on Demand)

개선된 전송매체로 인한 적어진 오버헤드 (less

overhead due to Improved Transmission Media)



프레임 중계 네트워크



비동기 전송 방식 (ATM)

ATM 포럼에서 설계

설계 목표

광섬유 활용 전송 시스템

기존 시스템과 조화

비용 저렴

기존 원격 통신 계층 (local loop, local provider, 장거리 통신 사업자등 )

들을 지원

가능한 하드웨어가 필요한 기능 수행



ATM 셀


A cell network uses the cell as the basic A cell network uses the cell as the basic unit of data exchange. A cell is defined as a unit of data exchange. A cell is defined as a

small, fixed-size block of information.small, fixed-size block of information.

Note:Note:




ATM 다중화

비동기 TDM



ATM 네트워크 구조



가상 회선



VPI : Virtual Path Identifier

VCI : Virtual Circuit Identifier

Note that a virtual connection is defined by Note that a virtual connection is defined by a pair of numbers: a pair of numbers:

the the VPIVPI and the and the VCIVCI..

Note:Note:



ATM 계층



ATM 계층

응용 적용 계층 (AAL)

AAL1 : 고정 비트율 (Constant-Bit rate) 데이터 ( 실시간 음성 , 실시간 영상 )

AAL2 : 가변 비트율 (Variable-Bit rate) 데이터 ( 압축된 음성 , 데이터 , 비디오 )

AAL3/4 : 연결지향형 패킷 교환 프로토콜 (X.25)

AAL5 : 비 연결형 패킷 프로토콜 (IP 프로토콜 )

ATM 계층

라우팅 , 트래픽 관리 , 교환 , 다중 서비스

물리층

전송 매체 , 비트 전송 , 부호화 , 전기신호의 광신호 변환



The IP protocol uses the The IP protocol uses the AAL5AAL5 sublayer. sublayer.

Note:Note:



We will discuss IP over ATM in Chapter 23.

Note:Note:


3.4 Connecting Devices

LANs or WANs do not normally operate in isolation. They are connected LANs or WANs do not normally operate in isolation. They are connected to one another or to the Internet. To connect LANs or WANs, we use to one another or to the Internet. To connect LANs or WANs, we use connecting devicesconnecting devices. Connecting devices can operate in different layers of . Connecting devices can operate in different layers of the Internet model. We discuss three kinds of connecting devices: the Internet model. We discuss three kinds of connecting devices: repeaters (or hubs), bridges (or two-layer switches),repeaters (or hubs), bridges (or two-layer switches), and and routers (orrouters (or three-layer switchesthree-layer switches). Repeaters and hubs operate in the first layer of the ). Repeaters and hubs operate in the first layer of the Internet model. Bridges and two-layer switches operate in the first two Internet model. Bridges and two-layer switches operate in the first two layers. Routers and three-layer switches operate in the first three layerslayers. Routers and three-layer switches operate in the first three layers


RepeatersRepeatersHubsHubsBridgesBridgesRouterRouter


3.3.4 4 연결 장치연결 장치

네트워크 세그먼트를 서로 연결하거나 인터넷을 만들기 위해 네트워크를 연결

인터넷은 개별적인 망들의 상호 연결

internet 는 Internet 과 구분

Internet 은 특정한 전세계적인 망의 이름


연결 장치

3.3.4 4 연결 장치연결 장치 (( 계속계속 ))

Connectingdevices

Connectingdevices

Networkingdevices

Networkingdevices

Internetworkingdevices

Internetworkingdevices

RepeatersRepeaters BridgesBridges RoutersRouters GatewaysGateways



연결장치와 OSI 모델



리피터 (Repeater)



A repeater connects segments of a LAN.A repeater connects segments of a LAN.

Note:Note:



A repeater forwards every bit; A repeater forwards every bit; it has no filtering capability.it has no filtering capability.

Note:Note:


A repeater is a regenerator, not an amplifier.

Note:Note:





A bridge has a table used in filtering decisions.

Note:Note:



A bridge has a table used in filtering decisions.

Note:Note:




브리지 (Bridge)


A bridge does not change the physical (MAC) addresses in a frame.

Note:Note:





A router is a three-layer (physical, data link, and network)

device.

Note:Note:



A repeater or a bridge connects segments of A repeater or a bridge connects segments of a LAN.a LAN.

A router connects independent LANs or A router connects independent LANs or WANs to create an internetwork (internet).WANs to create an internetwork (internet).

Note:Note:




라우터 (Router)


A router changes the physical addressesin a packet.

Note:Note:



연습문제 풀이해서

Report 로 다음주까지 ( 일주일 후 )

제출해 주세요 !

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Date post:	14-Jan-2016
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