[네크워크-2] 네트워크 기술 종류(이더넷, 토큰링, FDDI, ATM)

이더넷(Ethernet)

1. 개요:

• 네트워킹의 한 방식, 네트워크를 만드는 방법 중 하나
• CSMA/CD 프로토콜을 사용하여 통신
  • CSMA/CD: ‘Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection’을 줄여서 부름 -> 대충 알아서 통신하자!
• 우리나라에서 사용하고 있는 네트워킹 방식

네트워킹 방식은 이더넷 방식 말고도, 토큰링 방식, FDDI 방식, ATM 방식도 있다. 어떤 네트워킹 방식을 사용하느냐에 따라 랜카드를 비롯하여 구입해야 하는 네트워킹 장비들이 다르기 때문에 네트워킹 방식을 꼭 알고 장비를 구매해야함

• 회사나 학교에서 네트워크를 통해 인터넷을 사용하고 있다면 이더넷 방식이 대부분이다.

2. 기술적 특징:

• 전송속도: 이더넷의 일반적인 속도는 100/ 1,000Mbps
• 동작방식: CSMA/CD
• CSMA/CD 동작원리:
  1. 현재 네트워크상에 통신이 일어나고 있는지를 확인(캐리어가 있는지를 감시 - Carrier Sense라고 한다.)
  2. 이때 만약 캐리어(네트워크 신호)가 감지되면 누군가 네트워크 통신을 하고 있는 것임으로 통신이 끝나기를 기다린다.
  3. 그러다가 네트워크 통신이 없으면 데이터를 네트워크상에 실어서 보낸다.
  4. 하지만 2개 이상의 PC나 서버가 동시에 네트워크상에 데이터를 실어 보내는 경우(다중접근-Multiple Access) 충돌이 발생하면 이를 콜리전(Collision)이라고한다.
  5. 따라서 이더넷은 데이터를 네트워크에 실어서 보내고자 할때 콜리전이 발생하지 않았는지 잘 점검해야 한다. 이를 충돌감지라고 한다.(Collision Detection)
  6. 만약 콜리전이 발생한다면 데이터를 전송했던 PC들은 랜덤 한 시간 동안 기다린 후 다시 전송한다. (여기서 랜덤한 시간은 우리가 느끼지 못할정도의 시간)
  7. 하지만 또 콜리전이 발생한다 → 위의 6번 과정을 콜리전이 일어나지 않을때까지 15번 반복 → 반복했는데도 충돌이 나면 결국 포기 한다.
• 이더넷에서 콜리전은 CSMA/CD 특성상 자연스러운 일이다. 하지만 너무 많은 충돌이 발생하게 되면 통신 자체가 불가능해지는 경우가 생길 수 있다.

토큰링(TokenRing)

1. 개요:

• 이더넷과 달리 오직 한 PC, 즉 토크늘 가진 PC만이 네트워크에 데이터를 실어 보낼 수 있는 것
• 1990년대 초반까지만 해도 이더넷보다 안정된 기술이라는 주장이 나오면서 큰 인기를 끌었지만 이더넷의 발전으로 사라짐
• 토큰링 프로토콜은 IBM이 처음 개발했다.

2. 기술적 특징:

• 전송방식: 데이터를 다보내고 나면 바로옆 PC에 토큰을 건네주게 된다. 만약 전송할 데이터가 없다면 토큰을 다른 PC로 넘긴다.
• 전송속도: 토큰링의 일반적인 속도는 4Mbps / 16Mbps

 

3. 장점:

• 충돌(Collision)이 발생하지 않는다.
• 네트워크에 대한 성능을 미리 예측하기도 쉽다. 
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4. 단점:

• 바로 보내야할 데이터가 있고, 다른 PC들은 보낼 데이터가 없더라도 차례가 올 떄 까지 계속 기다려야 한다.

 

FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

1. 개요:
   • FDDI는 광섬유(Fiber Optic)를 기반으로 한 고속 네트워크 기술로, LAN(Local Area Network) 및 MAN(Metropolitan Area Network) 환경에서 사용됩니다.
   • 주로 1980년대와 1990년대 초반에 고속 네트워크 연결을 제공하기 위해 사용되었습니다.
2. 기술적 특징:
   • 전송 속도: 최대 100Mbps.
   • 매체: 광섬유 또는 구리 케이블.
   • 토폴로지: 이중 링 토폴로지(Dual Ring Topology).
     • 두 개의 링(Primary Ring과 Secondary Ring)으로 구성되어 있으며, 하나는 데이터 전송에 사용되고, 다른 하나는 장애 복구를 위해 사용됩니다.
   • 프로토콜: 토큰 패싱(Token Passing) 방식.
     • 네트워크 장치가 데이터를 전송하기 위해 토큰을 소유해야 함.
3. 장점:
   • 높은 안정성과 신뢰성(이중 링 구조로 인해 장애 복구가 용이).
   • 긴 거리 전송 가능(광섬유 사용).
4. 단점:
   • 설치 비용이 높음(광섬유 기반).
   • 현대 네트워크 기술에 비해 느린 속도.
5. 용도:
   • 대규모 캠퍼스 네트워크 또는 중형 도시 네트워크.

 

ATM (Asynchronous Transfer Mode)

1. 개요:
   • ATM은 패킷 교환 방식과 회선 교환 방식의 장점을 결합한 고속 네트워크 기술입니다.
   • 데이터, 음성, 비디오 등 다양한 유형의 트래픽을 통합적으로 처리할 수 있도록 설계되었습니다.
2. 기술적 특징:
   • 전송 속도: 최대 622Mbps(일반적으로 155Mbps 또는 25 Mbps로 동작).
   • 데이터 단위: 고정된 크기의 셀(Cell) 단위 사용(53바이트).
     • 5바이트 헤더 + 48바이트 데이터.
   • 교환 방식: 비동기 전송 모드.
     • 각 데이터의 전송 간격이 일정하지 않음(동기화 필요 없음).
   • QoS (Quality of Service):
     • 다양한 트래픽 유형에 대해 우선순위를 설정하고, 고품질의 서비스 제공 가능.
3. 장점:
   • 데이터, 음성, 비디오를 단일 네트워크에서 처리 가능(멀티미디어 통신에 유리).
   • 낮은 지연 시간(Latency)과 높은 대역폭 제공.
   • QoS 지원으로 안정적인 네트워크 성능 제공.
4. 단점:
   • 고정 크기 셀 사용으로 인해 오버헤드가 발생(작은 데이터 패킷 처리 시 비효율적).
   • 설치와 운영 비용이 높음.
   • TCP/IP 기반 인터넷 기술의 성장으로 도태됨.
5. 용도:
   • 초고속 백본 네트워크.
   • 멀티미디어 통신, 비디오 스트리밍, 음성 통화.

 

정리

항목	FDDI	ATM	이더넷	토큰링
전송 매체	광섬유 또는 구리 케이블	광섬유 또는 구리 케이블	구리 케이블 또는 광섬유	구리 케이블 또는 광섬유
전송 속도	최대 100Mbps	최대 622Mbps	10Mbps ~ 400Gbps 이상	최대 16Mbps
토폴로지	이중 링 토폴로지	네트워크 스위칭(패킷 교환 방식)	버스 또는 스타 토폴로지	링 토폴로지
데이터 단위	가변 길이 프레임(Frame)	고정 길이 셀(Cell, 53바이트)	가변 길이 프레임(Frame)	가변 길이 프레임(Frame)
프로토콜 방식	토큰 패싱(Token Passing)	비동기 전송 모드	CSMA/CD(초기) 또는 Full-Duplex	토큰 패싱(Token Passing)
장점	안정성, 이중 링 기반 장애 복구 가능	멀티미디어 통합 처리, QoS 지원	설치 비용 저렴, 쉬운 확장성	충돌 없음, 네트워크 대역폭 보장
단점	높은 설치 비용	오버헤드 발생, 설치 비용 높음	네트워크 충돌 가능성(초기 CSMA/CD)	속도 제한(최대 16Mbps), 복잡한 관리
주요 용도	LAN 및 MAN 네트워크	백본 네트워크 및 멀티미디어 통신	LAN 네트워크	산업용 네트워크 또는 특수 환경