통신과 인터넷 (Communication & Internet)

통신과 인터넷(Communication & Internet) Mi-Jung Choi Department of Computer Science Kangwon National University, Korea

통신과 인터넷 • 통신과 통신 망 • 인터넷과 WWW • 차세대 및 무선 인터넷

통신(Communication)이란? • 어원: 라틴어의 “Communication”은 “공유한다”는 의미 • 정의: 일반적으로 통신은 송신자와 수신자 사이에 전송 매체(통신로)를 통하여 정보를 전달하는 것 또는 그 과정 • 목적: 통신이란 정보를 정확하게 전달/공유하는 것 • 통신에 필요한 요소 • 대화를 나눌 두 상대방(정보원: 송/수신자) • 정보를 전달하기 위한 통로(매체: 공기, 전화선, 광 선로) • 의사 소통에 필요한 공통언어(국어, HTML) • 대화를 위한 적절한 통신규약(프로토콜)정확한 의사 소통을 위한 약속 규약 (TCP/IP, 3GPP/3GPP2 Standards)

데이타 통신과 정보통신 • 통신의 종류 • 전화 통신(음성 통신): 인간과 인간 사이의 직접 통신 (never ending business…) • 데이터 통신: 인간과 컴퓨터, 컴퓨터와 컴퓨터 사이의 통신 • 정보통신: 데이터 통신에서 보다 발전한 것으로 고도 서비스 분야의 통신  거리의 제한을 극복하여 음성, 데이터, 동화상 등의 정보를 빠른 시간 내에 교환하는 통신 • 데이터 통신 시스템 데이터 처리 (Data Processing) 데이터 전송 (Data Transmission) 주어진 데이터로부터 필 요한 정보를 얻기 위하여 컴퓨터에 의해 데이터를 처리하는 것 컴퓨터에 의해 처리된 데이터를 전송하는 것 +

표준화 (Standardization) (1/5) • 표준화의 필요성 • 대부분의 경우에 다른(heterogeneous) 종류의 정보통신 기기 사이에서 통신이 이뤄지기 때문에, 이들 정보통신 기기 사이에 일정한 약속(규약)이 필요함 • 동일 기기라 하더라도 송신자와 수신자의 생각이 다르기 때문에 통신을 위해서는 상호 합의된 약속(규약)이 필요함( 생각이 같아도 언어가 다르면 …)  이기종 시스템, 다양한 송/수신자 간의 통신을 위한 프로토콜(protocol)의 표준화가 필요함

표준화 (Standardization) (2/5) • 주요 표준화 기구 (국제) • 국제통신연합(ITU: International Telecommunication Union) • 무선 주파수 대역 활용, 통신관련 권고안 작성 (주로 전기, 전자, 전파 분야) • 전화, Fax, 패킷 통신 등 Public Network에 대한 국제 표준화 추진 (PSTN, ATM, ..) • 국제표준화 기구(ISO: International Standard Organization) • 주로 데이타 통신 분야의 표준화를 담당 (how about ISO 9000?) • OSI(Open System Interconnection) Reference Model (http://www.iso.org) • 미국표준화 기구(ANSI: American National Standard Institute) • 미국 내(?) 자체 공업 표준을 제정하는 비영리/비정부 조직 기구 (ex: ANSI SS7) • ISO의 미국 대표 기구 (http://www.ansi.org) • 전기전자기술자 협회 (IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers) • 표준화 기구의 성격 이외에 학회 성격을 가지고 있음 (전세계적 Network 형성) • 대표적으로는 IEEE 802 계열의 LAN 관련 규격이 있음(무선 랜, 무선 인터넷 분야도 포함)

표준화 (Standardization) (3/5)

표준화 (Standardization) (4/5) • 주요 표준화 기구 (국내) • 한국정보통신기술협회(TTA: Telecommunications Technology Associations) • 국내 각종 표준화 수행 (전기, 전자, 전파, 통신 등) • ITU의 한국 버전으로 볼 수 있음 • 한국인터넷진흥원 (NIDA: National Internet Development Agency of Korea) • 국내 전산망 간의 상호 연동 및 조정 역할 • 국내 전산망의 이름 부여, 주소 할당 및 인터넷 관련 표준안 제정 • 한국전산망협의회(KNC) • 무선인터넷 표준화 포럼 • …

표준화 (Standardization) (5/5)

통신망의 종류 (1/3) • LAN (Local Area Network, 근거리 통신망):건물 내 혹은 소규모 지역에 구성된 네트워크, 전송속도는 10~1000Mbps • Wireless LAN (예: KT 네스팟):한정된 지역 내에서 무선 기술을 사용하는 LAN 서비스 (예: KT Nespot) • WAN (Wide Area Network):광역(도시, 국가, 세계) 통신망으로서, 매우 넓은 범위를 Cover함 (예: PSTN, PSDN) • 백본망 (Backbone Network)네트워크와 네트워크(LAN, WAN)를 연결하는 기간 망으로서, 전송속도는 Gbps 이상

LAN 1 LAN 2 WAN 통신망의 종류 (2/3)

통신망의 종류 (3/3) • 초고속 통신망백본망에서 가정(or 회사)까지의 인터넷 망을 연결하는 네트워크의 총칭 • xDSL(Digital Subscriber Line): 전화선  xDSL 모뎀(랜카드 연결, ADSL, XDSL, VDSL) • Cable Modem: 케이블 TV의 동축 케이블을 전송선으로 활용 • B-WLL(Broadband Wireless Local Loop): 무선통신(CDMA, W-CDMA)을 사용한 초고속 통신망

인터넷(Internet)이란? • 세계 최대 컴퓨터 통신망 • 전세계의 컴퓨터를 연결하는 통신망 • TCP/IP 프로토콜을 사용하는 세계적 규모의 컴퓨터 통신망 • 통신망 중의 통신망 (Network of Networks) • 정보의 바다(Sea of Information), 가상의 공간(Cyber Space) • 인터넷이 대중에 나선 것은 불과 10여년 정도이다.그런데, 현재 인터넷이 없다면?

인터넷의 역사 • ARPAnet 구축(1969): 미 국방부에서 군사목적의 연구용 네트워크 구성 (Ethernet 기반의 LAN 및 TCP/IP 개발) • NSFnet 구축(1986): 학교, 연구소에서 민간 부분으로 확대 • WWW 서비스 개발(1990년 초): Tim Berners Lee (CERN) • MS Internet Explore의 브라우저 시장 석권

0/1 0/1 0/1 1 0 0/1 1 1 0 0/1 0 0/1 0/1 0/1 0 0/1 0 0/1 0/1 0 0/1 0/1 0/1 1 0/1 1 0 0/1 0/1 1 0 0/1 1 0/1 0/1 0 0/1 0/1 0 0/1 0/1 0 1 0/1 0 0/1 0/1 1 0/1 1 0/1 0 1 0/1 0/1 0/1 인터넷 주소 (IP Address) (1/3) • IP 주소 (IP Address) • 인터넷에 연결된 컴퓨터를 식별하기 위하여, 각 컴퓨터에 부여한 고유 번호 • 통신망을 식별하는 번호와 각 망에 연결된 컴퓨터를 식별하는 번호 • 최상위 주소부터 ‘.’로 구별하여 4개의 영역을 차례로 나열하는 방식예) 강원대: 192.203.144.27 (www.kangwon.ac.kr) • IP 주소의 형태 (32-bit integer) 32 (bits) 8 8 8 8 1 1 0 0 0 0 0 0 (2) (2) (2) (2) 27 (10) 144 (10) 203 (10) 192 (10) 192.203.144.27

인터넷 주소 (IP Address) (2/3) • IP 클래스: 부여하는 국가/조직/단체 등의 규모에 따라 A, B, C의세가지 클래스 존재 • A Class: 망 번호(7 bits) + 호스트 번호(24 bits) • B Class: 망 번호(14 bits) + 호스트 번호(16 bits) • C Class: 망 번호(21 bits) + 호스트 번호(8 bits)

0 인터넷 주소 (IP Address) (3/3) A Class 통신망 번호 (27 = 128개 ) 호스트 번호 (224 = 1,677,7216개 ) B Class 1 0 통신망 번호 (214 = 16,384개 ) 호스트 번호 (216 = 65,536개 ) C Class 0 1 0 통신망 번호 (221 = 2,097,152개 ) 호스트 번호 (28 = 256개 ) Totally, 232 4 billions: is it enough?  NO!  IPv6

Domain Name & DNS (1/2) • IP 주소를 숫자로 기억?  Domain Name 사용 • DNS(Domain Name Server)에서 Domain Name을 관리하고 이를 IP Address로매핑 역할 수행 • 결국, 각 컴퓨터는 하나(혹은 그 이상)의 IP Address와 Domain Name을 가짐 • 구조: 컴퓨터명.기관명.기관종류.소속국가 • Domain Name의 구성 예 cs. kangwon. ac. kr 컴퓨터 이름 기관 이름 기관 종류 국가 이름

Domain Name & DNS (2/2) • 최상위 국가 레벨 기관 레벨

Client/Server Model • 출현 배경 • 네트워크의 발달과 PC의 보급 확산으로 Resource 공유 욕구 증대 • 정보의 공유를 통한 새로운 경영 체제 및 사업 모델(Business Model) 대두 • Server와 Client의 기능 • Server: 방대한 정보를 관리하며, 이를 가공하여 Client에 제공 (웹 서버) • Client: 서버에 접속하여 정보를 취득하기 위한 터미널 (PC) Client Server 요청전송 대기 요청수신 응답전송 응답수신 요청수행

CS Model의 발전 단계 (1/2) • 1-Tier Architecture 2-Tier Architecture (Basic)

CS Model의 발전 단계 (2/2) • 2-Tier Architecture (Advanced) 3-Tier Architecture Server System(1) Server System(2) Client System Presentation Rules Business Rules Data Access Rules

Server의 종류 • DNS(Domain Name Server): Domain Name 관리 (계층적 구조) • Web Server: 홈페이지(웹 페이지) 관리 및 브라우저 요구 수행 • Proxy Server: 네트워크의 Cache 역할 및 Security 담당 • News Server • FTP Server • Archie Server • …

WWW (Wild Wild West?) (1/2) • 1990년 초에 CERN*에서 많은 컴퓨터 사용자가 인터넷을 보다 편리하게 사용할 수 있는 그래픽 환경을 제공하기 위해 개발함 • 인터넷에 연결된 컴퓨터 내의 자료 중 일부를 공개하여 모든 인터넷 사용자가 사용할 수 있게 하는 개념 • 인터넷에 존재하는 텍스트, 그림, 오디오, 동영상 등의 각종 정보를 하나의 문서 형태로 통합하여 제공 • CERN(The European Laboratory for Particle Physics):유럽 핵물리 연구소로서 스위스에 소재하며, 댄 브라운의 소설“다빈치 코드”에 출현(?)함 • Wild wild west by Will Smith

WWW (World Wide Web) (2/2) • WWW의 동작 방식 (Client/Server Model을 기반으로 동작) 1) 웹 클라이언트는 Hyperlink에 수반된 URL에서 접속할 호스트의 Domain Name 주소를 읽고 DNS를 통하여 IP 주소를 찾아낸다. 2) URL에 지정된 전송 프로토콜(HTTP)에 따라 상대편 서버와 연결한 후, HTTP 프로토콜을 통하여 클라이언트는 서버에게 관련된 문서(정보)를 요청한다. 3) 서버는 해당 문서를 찾아(구성하여) 보내주고 클라이언트를 이를 수신한다. 4) 클라이언트는 수신한 문서를 사용자 화면에 보여준다(브라우징한다).

WWW 관련 용어 (1/2) • Hypertext: 의미 있는 정보(자료)를 가지면서 다른 문서로의 Link를 가지는 문서(우리가 통상 접하는 웹 페이지는 모두 Hypertext라 볼 수 있다.) • Hyperlink: 다른 문서 혹은 문서 내 다른 위치로의 이동을 위한 Link • Hypermedia: 텍스트 이외에 미디어(그림, 오디오 등)를 이용한 Link • HTML(Hypertext Markup Language) • 웹에서 Hypermedia 문서를 작성하고 표현하기 위한 표준 언어 • SGML(Standard Generalized ML) 형식으로서, Tag를 이용하여 문서 형식을 작성 • 우리가 통상 접하는 대부분의 웹 페이지는 HTML로 작성되어 있음

WWW 관련 용어 (2/2) • HTTP(Hypertext Transfer Protocol): WWW에서 Server와 Client 간에 HTML 문서를 송수신하기 위하여 사용하는 프로토콜 • URL(Uniform Resource Locator) • 웹에서 제공하는 여러 정보들에 대한 접근 형식, 존재 위치, 자료 이름을 표시하는 형식 • URL 형식: “프로토콜://IP주소(or 도메인 이름)/문서경로/문서이름 • URL의 예 • http://cs.kangwon.ac.kr/cs_2004/computer/page_1.htm • ftp://ftp.uu.net

Web Browsers (1/2) • Client(주로 PC)에서 웹 문서의 Access/Browse가 가능케 하는 그래픽 도구(graphic tools) • 웹 브라우저의 역사:모자이크  Netscape Navigator  MS Internet Explorer • 초기에 Netscape가 시장을 석권했으나, Windows O/S의 힘을 가진 MS의 전략에 따라 현재는 MS Internet Explore가 브라우저의대명사가 됨

Web Browsers (2/2)

검색 엔진 • 수 많은 웹 사이트의 정보를 쉽게 검색할 수 있도록 도와주는 사이트(예: Naver, Daum, Paran, Yahoo, …) • 검색 방법의 종류 • 디렉토리 방식: 웹 문서를 주제별, 계층별로 분류/정리하여 제공하는 서비스 • 인덱스(키워드) 방식: 검색어를 입력하면, 해당하는 웹 문서를 찾아주는 서비스 인덱스(키워드) 방식 디렉토리 방식

현재 인터넷의 문제점 • 현재의 전송능력(수십 기가(Giga)급)으로는 폭증하는 트래픽(traffic)을 수용하는데 한계 전송 능력을 수십 테라(Tera)급으로 증가 (특히, 백본망) • 현재 인터넷 주소 체계의 경우 사용자의 폭발적인 증가로 인하여 가까운 미래에 주소 자원의 고갈 우려  IPv6(128bit) 도입 • 보안체계가 상당히 취약하여 전자상거래 서비스의 활성화에 상당한 어려움 현재 상당히 발전하였으나, 여전히 Security 부분 중요성 증대  신뢰성, 경제성, 보안성, 속도 향상을 목표로 연구 및 개발 진행

차세대 인터넷의 특징 (1/2) • 이용자 접속의 용이성 향상 • 현재의 인터넷 개념: 내 컴퓨터에 앉아서, 지정된 장소에서 사용한다. • 차세대 인터넷: 휴대폰, PDA 등을 사용하여 언제 어디서나 사용한다. • 차등화된 서비스 제공:응용 서비스의 품질특성, 이용자의 요금 지불의사 등에 따라 차등화된 품질의 멀티미디어 서비스를 제공 • 초고속/대용량의 정보 전달 기능을 실현 • Mobile IP에 의한 무선 인터넷 접속 기능 • 네트워크의 활용의 극대화 및 이를 통한 다양한 응용 서비스의 제공

차세대 인터넷의 특징 (2/2) • 인터넷 주소부족 및 보안문제 해결:인터넷 주소 체계 및 보안관련 규격이 현재의 IPv4(32-bit)에서 IPv6(128-bit)로 진화 • 인터넷상의 정보보안 능력이 보완되어 인터넷 상에서 안전한 거래가 필요한 모든 응용 분야(특히 전자상거래)가 크게 활성화 될 것

무선 인터넷 개요 • 등장 배경 • PC와 인터넷의 폭발적인 보급과 발전 • 전자상거래와 e-business로 요약되는 지식과 정보에 기반을 둔 비즈니스의 변화 • 모바일 오피스의 확대로 이동중인 사원들이 인트라넷에 접속할 필요성 증대 • 정보 접근의 용이성을 원하는 일반 개인들의 요구가 높아짐에 따라 무선 인터넷에 대한 수요가 많아짐 • 이동 통신 단말기가 또 다른 인터넷 연결 수단으로 인식 • 언제(Anytime) 어디서나(Anywhere) 접속이 가능 • 인터넷 접속을 포함한 멀티미디어 서비스가 이동통신 단말기에서 가능 • 무선 단말기에 맞는 프로토콜과 기술의 개발 요구 (802.16g, WIPI 등)

무선 인터넷 서비스 예제 (1/3) • 위치 기반 서비스 (LBS: Location Based Service) • Cell 기반, GPS(Global Positioning System) 기반, TDOA(Time Difference of Arrival) 등의 위치 측위 기술을 이용한 사용자 위치 파악 • 현재 위치에 따른 POI(Point of Interest), 길 안내 서비스, 교통 정보 서비스 등다양한 서비스 제공 가능 • 현재 이동통신사 • Cell 기반 및 GPS 기반 위치 정보 서비스 • 주요 서비스: 친구찾기, 길 안내, 미아 방지 서비스 등 • 지상파 LBS 서비스 사업자: ㈜한국위치정보

무선 인터넷 서비스 예제 (2/3) • 정보 서비스 • 이동 중에 인터넷 접속을 통해 능동적인 정보 접근이 가능하고, 자신의 관심분야에 대한 최신 정보(속보)는 Push 방식으로 제공 받음 • 예 1) 주식 거래, 은행 거래 등의 증권/은행 서비스 (통신 및 뱅킹 융합) • 예 2) 뉴스 서비스, 복권 서비스 등

무선 인터넷 서비스 예제 (3/3) • 게임, 오락, 벨소리, 컬러링, MMS, … 모바일 오피스(Mobile Office): 노트북, PDA 등에 의한 이동 사무실

무선 인터넷 기술 – Mobile IP • 기존의 인터넷 서비스를 받기 위해서는 고정된 라우터와 고정된 IP주소로 정해진 장소에서만 이용 가능 • Mobile IP를 적용시키면 어디에서나 IP를 변경하지 않아도 인터넷 서비스나 메일을 이용  고정된 IP와 고정된 라우터가 있어야만 통신이 가능했던 기존 인터넷 서비스의 단점을 해결하기 위해 고안

무선 인터넷 기술 – 블루투스 (1/2) • 단거리 무선 통신을 위한 기술 규격 • 인터넷 서비스를 위해 반드시 필요한 기술은 아니지만 짧은 거리(10m)내 에서의 데이터 송수신을 무선 통신으로 하고자 개발한 기술 • 휴대 정보 통신기기를 가방이나 주머니에 넣은 채로 다른 정보통신기기와 통신

무선 인터넷 기술 – 블루투스 (2/2)

무선 인터넷 기술 – 휴대인터넷 • 휴대인터넷 서비스 개요 “노트북, PDA, 핸드폰 등 다양한 휴대인터넷 단말기를 이용하여, 정지 및 이동 중에서도 언제, 어디서나 고속으로 무선인터넷 접속이 가능한 서비스” 정지 및 이동 중에도 언제 어디서나 고속 데이터 전송 저렴한 인터넷 • 초기 저속이동 중심 • 이동성 가능 • 도심지의 길거리, 공원 등 옥외에서도Seamless한 접속 • 가입자당 1Mbps급 • 향후 초고속 제공 • 로밍 서비스 제공 등 요금 인하 도모 이용 단말 [핸드폰 형 소형단말기/ PDA를 노트북에 연결] [노트북/PDA에 카드 장착] [핸드폰형] [PDA] [노트북PC] [핸드헬드PC]

무선 인터넷 기술 – DMB (1/5) DMB는 개인형 서비스로 기존 가구단위 방송시장보다 확장된 수요 창출 예상

무선 인터넷 기술 – DMB (2/5) • 위성 DMB (Satellite Digital Multimedia Broadcasting) 송출센터 Ku-Band Ku-Band 음영지역 중계기 (Gap Filler) 14GHz 12GHz S-Band S-Band 컨텐츠 방송센터 휴대형 단말기 차량용 단말기 ※ S-Band 주파수대역(KT) : 25MHz(2.605~2.630GHz) 지상파 DMB (Terrestrial Digital Multimedia Broadcasting) VHF-TV CH 7~13 (174~216MHz) - 수 도 권 : CH12 (204 ~ 210MHz) - 기타지역: 단계별 채널 할당(전국 5~6개 권역) 송출센터 VHF (174~216MHz) 컨텐츠 차량용 단말기 휴대형 단말기 방송센터

무선 인터넷 기술 – DMB (3/5) • DMB 서비스의 특징 • CD 수준의 음질 제공, 사용이 편리한 User Interface, 다양한 프로그램 선택 • 다기능의 단말기 (음악, 영상, 데이타 동시 전달) • 방송사의 입장에서 볼 때, 저비용의 송신 비용 • 프로그램과 연동된 정보 서비스 제공 • 특정 시청자를 지향한 영상, 음악, 데이타 서비스 가능  스카이라이프와는 무슨 차이가 있을까?

무선 인터넷 기술 – DMB (4/5) • 위성 DMB vs. 지상파 DMB

무선 인터넷 기술 – DMB (5/5) • DMB 단말기

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