1. 통신 기본 개념
ㅇ 데이터 통신 4요소
- 전달(Delivery) : 정확한 목적지까지 데이터를 보내야 한다.
- 정확성(Accuracy) : 데이터가 변형되지 않고 그대로 전달 되어야 한다.
- 시기성(Timeliness) : 데이터는 적절한 시간 안에 도착해야 한다.
- 지터(Jitter) : 데이터 도착 간격의 변동은 최소화 해야한다.
ㅇ 네트워크 종류
PAN : 개인 영역 네트워크
LAN : 건물/사무실 내 네트워크
MAN : 도시 규모 네트워크
WAN : 광범위 지역 네트워크
ㅇ 프로토콜 계층화 원칙
양방향성 : 각 계층은 송수신 둘다 지원해야 한다.
객체 동일성: 양쪽 동일 계층끼리는 동일한 규칙을 따라야한다.
2. 전송 매체와 신호
ㅇ 유선 매체
- Twisted Pair : 꼬임선을 사용하여 간섭 최소화(Ethernet에 사용)
- Coaxial Cable : 외부 간섭에 강한 케이블 ( 케이블TV)
- Fiber Optic : 빛으로 전송, 감쇠적고, 속도 빠르고 보안성 높음
ㅇ 무선 매체
- Radio Wave : 전 방향 전파, 라디오 방송, WiFi
- Microwave : 직진성 강함, 셀룰러통신, 위성링크
- Infrared : 짧은 거리 통신(리모컨)
- VLC : LED 조명 기반 고속통신(가시광 통신)
ㅇ 아날로그 vs 디지털 신호
- 아날로그 신호 : 연속적 사인파 형태
- 디지털 신호 : 불연속적, 계단형 파형
ㅇ 대역폭과 전송속도 한계
- Nyquist 이론 : 잡음 없는 채널 -> 최대 bit rate = 2B log2L
- Shannon 이론 : 잡음 있는 채널 -> 최대 bit rate =B log2(1+S/N)
3. 전송 방식
ㅇ 디지털 전송
- Line Coding : 디지털 데이터를 디저털 신호로 변환
Unipolar, Polar, Bipolar, Manchester 등
- Block Coding : 데이터를 여분 비트를 추가하여 신호 품질 향상
- Scrambling : 긴 0 패턴을 깨뜨려서 신호 동기 유지
ㅇ 아날로그 변조
- ASK : 진폭 변화로 0과 1로 표현(노이즈 취약)
- FSK : 주파수 변화로 0과 1구분
- PSK : 위상 변화로 0과 1구분
- QAM : 코드로 구분
ㅇ Switching(스위칭)
- Circuit Switching : 길을 먼저 확보(전화망)
- Packet Switching : 패킷별로 자유롭게 (인터넷)
. Datagram 방식, Virtual Circuit 방식
-스위치 구조 : 입력,출력포트, 스위칭 패브릭, 라우팅 프로세서 구성
4. 데이터 링크 기능
ㅇ 프레이밍(Framing)
- 비트 스트림을 프레임 단위로 포장
ㅇ 흐름 제어
- 수신자가 처리 가능한 속도에 맞춰 송신 제어
. Stop and Wait, Sliding Windw 방식
ㅇ 오류 제어
- 오류 감지 및 복구
- ARQ : 에러 검출 후 재전송
- FEC : 수신자가 자체 수정
ㅇ 매체 접근 제어(MAC)
-CSMA/CD (유선, Ethernet) -> 충돌 감지 후 재전송
-CSMA/CA (무선, Wifi) -> 충돌 예방 먼저
ㅇ 주소체계
- MAC 주소 : 6바이트 물리적 주소
- ARP : IP 주소 -> MAC 주소 변환
5. 오류 검출 및 정정
ㅇ Parity Check (패리티 검사)
- 1비트 추가해서 에러 검출.
- 짝수 패리티/홀수 패리티
ㅇ Block Coding
- 데이터에 중복 비트 추가.
- 해밍 거리(d_min) 기준
. d_min > s -> s 비트 오류 검출
. d_min ≥ 2t +1 -> t q비트 오류 정정
ㅇ CRC (Cyclic Redundancy Check)
- 생성 다항식으로 나눗셈 -> 나머지 체크
- 가장 강력한 에러 검출 방식
ㅇ Checksum
- 데이터 블록들의 합계를 보내는 방식
- IP/TCP/UDP에서 사용
ㅇ ARQ/FEC/HARQ
- ARQ 오류나면 재전송 요청
- FEC 오류 자체 수정(재전송 없음)
- HARQ = ARQ + FEC 혼합