9. 데이터 통신과 네트워크

 

 

• 데이터 통신 : 떨어진 두 컴퓨터를 통신 회선으로 연결해 데이터를 처리·전송하는 것
• 프로토콜 : 네트워크에서 데이터를 주고받기 위한 규약 (FTP, HTTP, TCP/IP 등)
• OSI 7계층 : 물리 → 데이터 링크 → 네트워크 → 전송 → 세션 → 표현 → 응용
• 네트워크 교환 방식 : 회선 교환 / 메시지 교환 / 패킷 교환(현재 주류)
• 네트워크 분류 : LAN(근거리) → MAN(도시권) → WAN(광역)
• LAN 토폴로지 : 버스형 · 스타형 · 링형 · 메시형 · 트리형

 

 

 

01 데이터 통신이란?

 

📖 데이터 통신(Data Communication) 정의
멀리 떨어져 있는 송신자 컴퓨터와 수신자 컴퓨터(또는 입출력 장치)를 통신 회선으로 연결해 데이터를 처리하고 전송하는 것. 데이터가 원활히 흐르도록 뒷받침하는 기술 전체를 데이터 통신 기술(Data Communication Technology)이라 부른다.

 

📈 데이터 통신 발전의 3가지 흐름

 

방향	핵심 키워드	내용
고속화	GB → TB	전송 속도와 단위가 지속적으로 증가
대용량화	전광전송망(All Optical Network)	빛(광섬유)을 이용한 초고속 대용량 전송
모바일화	스마트폰, 5G	언제 어디서나 무선으로 연결되는 환경

 

🕰️ 데이터 통신 발전 연표

 

연도	사건
19세기 초	모스 부호 + 전신기 발명 → 정보 부호화의 시작
1876년	알렉산더 그레이엄 벨, 전화기 발명 (이후 에디슨이 탄소 송화기로 개량)
1888년	하인리히 헤르츠, 전자파 발견
1901년	전자파로 모스 부호 무선 전송 성공
1958년	미국, 최초의 컴퓨터 네트워크 반자동 방공망 시스템 개발
1969년	미국 국방성, 최초 패킷 교환망 ARPA(아르파) 발표 → WWW(월드와이드웹)의 시초
이후	TCP/IP 프로토콜 기반 인터넷 시대 개막 → 멀티미디어 데이터 전송 가능

 

 

 

02 네트워크와 프로토콜

 

📖 네트워크(Network) 정의
전송 매체를 통해 데이터를 교환하는 시스템의 모음. 다수의 컴퓨터를 통신 회선으로 연결해 구성한 집합체.

💡 데이터 통신 vs 네트워크 차이
데이터 통신은 '기술 + 행위' 자체를 가리키고, 네트워크는 '연결된 시스템들의 구조/집합'을 가리킨다.

 

🔌 프로토콜(Protocol)이란?

 

✓ 프로토콜 = 컴퓨터 간의 '약속'
컴퓨터 네트워크에서 데이터를 주고받을 때 수행되는 절차·규약. 네트워크 데이터 전송에는 ① 하드웨어적 연결 + ② 프로토콜, 두 가지가 모두 필요하다.

· FTP (File Transfer Protocol) — 파일 전송용
· HTTP (HyperText Transfer Protocol) — 웹 페이지 전송용
· TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) — 인터넷 통신의 핵심

 

❌ 시험 함정 주의!
프로토콜은 주종(상하) 관계를 갖지 않는다. "주종 관계에 있는 시스템 간 규칙"이라는 설명은 프로토콜에 대한 잘못된 설명이다.

 

 

📐 OSI 7계층 모델

 

국제 표준화 단체 ISO가 제안한 모델. 네트워크 통신 기능을 7개 계층으로 나눠 정의한다. 사용자는 맨 위 응용 계층(7계층)에서 요청을 보내면, 데이터는 아래로 순차 전달되어 물리 계층(1계층)을 통해 상대 호스트에 전송된다. 수신 측에서는 반대 방향으로 올라간다.

계층	이름	주요 역할
7	응용(Application)	이메일·파일 전송·원격 로그인 등 사용자 접점 서비스 제공
6	표현(Presentation)	데이터 표현 형식(인코딩·암호화·압축) 변환
5	세션(Session)	통신 세션(연결) 수립·유지·종료 관리
4	전송(Transport)	데이터 운반·운송 기능 관리 (신뢰성 있는 전송 보장)
3	네트워크(Network)	경로 선택(라우팅)·중계 기능 수행
2	데이터 링크(Data Link)	시스템 간 데이터 전송 원활화, 오류 검출 및 회복
1	물리(Physical)	호스트를 전송 매체와 연결하는 인터페이스 규칙·전송 매체 특성

 

❌ 헷갈리기 쉬운 계층
· 6계층 = 표현(Presentation) 계층 — '응용 계층'이라고 착각하기 쉬움
· 7계층 = 응용(Application) 계층 — 가장 위, 사용자와 직접 맞닿는 계층

 

✓ OSI 7계층 순서 암기법
아래쪽(1계층)부터 위쪽(7계층) 순서로 각 계층의 앞 글자를 따면:

물 · 데 · 네 · 전 · 세 · 표 · 응

→ "물데네 전세표응" 으로 묶어서 외우면 쉽습니다.
물리 / 데이터링크 / 네트워크 / 전송 / 세션 / 표현 / 응용

 

 

 

03 데이터 전송의 유형과 방식

 

↔️ 전송 방향에 따른 분류

방식	설명	예시
단방향(Simplex)	한 방향으로만 전송	TV 방송, 라디오
반이중(Half Duplex)	양방향이지만 한 번에 한쪽만	무전기(워키토키)
전이중(Full Duplex)	양쪽 동시 전송 (채널 2개 분할)	전화, 인터넷

 

🔗 회선 접속 방식 및 데이터 전송 방식

 

회선 접속 방식 · 점대점(Point-to-point) : 1:1 전용 회선으로 직접 연결 · 다지점(Multipoint) : 2개 이상의 장치가 하나의 회선 공유

데이터 전송 방식 · 직렬(Serial) : 1비트씩 순서대로 전송 — 회선 1개 → 장거리 통신망에 적합 · 병렬(Parallel) : 비트 블록을 한 번에 전송 — 회선 여러 개 → 단거리(컴퓨터 내부 버스 등)에 주로 사용

 

 

04 네트워크 교환 방식

 

다양한 토폴로지(연결 모양)로 구성된 소규모 단위 네트워크를 교환기로 연결해 대규모 네트워크를 만드는 방식. 회선을 절약하고 유지보수 효율을 높인다.

교환 방식	핵심 특징	장점	단점
회선 교환 (Circuit Switching)	전송 전 연결 경로를 미리 설정 (음성 데이터 설계)	지연 없음	데이터 없어도 채널 점유 → 낭비
메시지 교환 (Message Switching)	헤더에 목적지 주소 표시, 축적 후 전송 (1960~70년대)	비동기 전송 가능, 저비용	실시간 전송 불가, 큰 저장 매체 필요
패킷 교환 (Packet Switching)	패킷 단위 분할 전송, 최적 경로 선택(라우팅) 현재 주류 방식	채널 효율 높음, 오류 제어	수신 후 재정렬 시간 필요

 

✓ 패킷(Packet)이란?
'패키지(package)와 버킷(bucket)의 합성어'라는 표현은 어원상 논란이 있으므로, 데이터의 작은 꾸러미로 이해하면 충분하다. 각 패킷에는 출발지·목적지 주소와 제어 정보가 포함된 헤더(Header)가 붙는다.

패킷 교환의 두 가지 방식:
· 가상 회선 방식 : 연결형, 모든 패킷이 같은 경로로 전달
· 데이터그램 방식 : 비연결형, 패킷마다 독립적으로 경로 선택

 

 

 

05 네트워크 분류 — LAN / MAN / WAN

 

종류	풀네임	범위 및 특징
LAN	Local Area Network 근거리 통신망	약 10km 이내. 집·사무실·학교 등 지리적으로 한정된 범위
MAN	Metropolitan Area Network 도시권 통신망	LAN보다 넓은 범위. 도시 단위 연결
WAN	Wide Area Network 광역 통신망	국가 이상의 넓은 지역. 둘 이상의 LAN이 대규모로 연결된 구조

 

🌐 LAN 토폴로지(연결 형태) 5가지

형태	구조	장점	단점
버스형	하나의 회선에 여러 장치 연결	설치 간단, 저비용, 확장 용이	장치 과다 시 성능 저하, 회선 고장 시 전체 영향
스타형	중앙 허브에 각 장치 점대점 연결	유지보수 쉬움, 재구성 간편	허브 고장 시 전체 네트워크 마비
링형	모든 기기를 원형으로 연결, 한 방향 순환	네트워크 재구성 쉬움	링 한 부분 고장 시 전체 영향
메시형	그물처럼 모든 컴퓨터 점대점 연결	회선 고장 시 전체 영향 없음, 신뢰도 최고	회선 수 많아 구축 비용 높음
트리형	버스형 확장, 계층적 구조	허브만으로 다수 컴퓨터 연결, 경제적	허브 고장 시 연결된 컴퓨터 통신 불가

 

 

 

06 데이터 전송 장치

 

장치	역할
모뎀(Modem)	디지털 신호 ↔ 아날로그 신호 변환. 컴퓨터를 통신 회선에 접속시켜 주는 장치
통신 회선 (Communication Line)	송신자와 수신자를 연결하는 물리적 통로 유선: 꼬임 쌍선, 동축 케이블, 광섬유 / 무선: 지상 마이크로파, 위성 마이크로파
네트워크 카드 (Network Card)	외부 네트워크와 빠르게 접속·데이터 송수신하기 위해 컴퓨터 내부에 설치하는 확장 카드
허브(Hub)	여러 컴퓨터에서 온 데이터를 모아 다시 여러 곳으로 전송하는 중앙 연결점 (유선 환경) 수신된 데이터를 모든 포트에 무조건 전송 (Dummy Hub) → 불필요한 트래픽 발생 가능
스위치(Switch)	허브의 업그레이드 버전. 목적지 MAC 주소를 확인해 해당 포트로만 데이터를 전송 → 불필요한 트래픽 없이 효율적으로 통신. 현재 LAN 환경에서 허브 대신 실질적으로 사용됨
라우터(Router)	LAN ↔ LAN 또는 LAN ↔ WAN 연결. 외부 네트워크와 내부 네트워크를 이어주는 장치

 

 

📌 핵심 정리

· 데이터 통신 : 통신 회선으로 연결된 컴퓨터 간 데이터 처리·전송 (고속화·대용량화·모바일화)
· 프로토콜 : 데이터 송수신 절차·규약. 주종 관계 없음 (FTP / HTTP / TCP/IP)
· OSI 7계층 : 물리 – 데이터 링크 – 네트워크 – 전송 – 세션 – 표현 – 응용
· 교환 방식 : 회선(경로 선설정) → 메시지(축적 전송) → 패킷(현 주류, 분할 전송)
· 패킷 교환 세부 : 가상 회선(동일 경로) vs 데이터그램(독립 경로)
· LAN 토폴로지 : 버스·스타·링·메시·트리형 (신뢰도 최고 = 메시형)
· 네트워크 범위 : LAN(근거리) < MAN(도시권) < WAN(광역)
· 전송 장치 : 모뎀 / 통신 회선 / 네트워크 카드 / 허브(전체 포트 전송) / 스위치(MAC 주소 기반 선택 전송) / 라우터

 

 

 

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