WAN 기술(PSTN, X.25, VAN, 프레임 릴레이, ISDN, ATM)

WAN(Wide Area Network)

  • WAN은 원거리 통신망으로, 멀리 떨어진 LAN과 LAN 또는 기기 간의 통신을 담당
  • 대부분 시리얼(직렬) 통신을 사용하며, 통신회사의 공중망(public network)을 임대하여 사용
  • LAN이 사설(private)망이라면, WAN은 공중(public)망이 일반적

PSTN(Public Switched Telephone Network)

  • 공중 전화 교환망, 음성 통신을 위한 가장 널리 보급된 통신망
  • 구성요소:
    • 가입자선(Subscriber line, Local loop): 전화국과 가입자 사이의 아날로그 회선
    • 트렁크(Trunk): 전화국과 전화국을 연결하는 국간 디지털 회선
    • 교환국(Switching office): 전화국 역할
    • PBX(Private Branch eXchange): 사설 구내교환기

xDSL(Digital Subscriber Line) 기술

  • 기존 아날로그 가입자선을 디지털화하여 데이터 통신에 활용
  • 종류 및 특징:
종류 특징 속도(Down/Up) 비고
ADSL 비대칭(Down/Up 속도 다름) Down: 8Mbps / Up: 1Mbps 음성/데이터 동시 사용
HDSL 대칭형, 2개 TP 사용 T1/E1급(1.5~2Mbps) 거리제약 3.6km 내외
SDSL 대칭형, 1개 TP 사용 T1/E1급 HDSL의 변형
VDSL 초고속, 비대칭 Down: 52Mbps / Up: 3.2Mbps 광랜 등장 전까지 사용

PSDN(Public Switched Data Network)과 X.25

  • PSDN: 데이터 통신을 위한 공중 패킷 교환망
  • X.25: 패킷 교환망에서 DTE(단말)와 DCE(회선 종단장치) 간 인터페이스를 규정하는 프로토콜
  • 가상회선 방식(VC): SVC(임시), PVC(영구) 지원
  • 3계층 구조
계층 프로토콜/역할
물리 계층 X.21(동기식 전송), EIA-232 등
데이터링크 계층 LAPB(Link Access Procedure Balanced)
패킷 계층 PLP(Packet Layer Protocol)
  • 연결 설정/해제: Call request/accept, Clear request/confirm 패킷 사용
  • PAD(Packet Assembly and Disassembly): 비패킷형 단말을 X.25 패킷망에 접속시키는 변환기
  • 현재는 인터넷의 발전으로 Frame Relay 등으로 대체됨

5. VAN(Value Added Network, 부가가치 통신망)

  • 공중망을 임대하여 부가가치(정보 축적, 가공, 변환 등)를 추가한 서비스 제공
  • 신용카드 결제망 등에서 사용
  • 계층 구조:
계층 주요 기능
기본 통신 계층 물리적 회선 제공, 단순 전송
통신망 계층 교환 기능, 패킷 교환
통신처리 계층 축적 교환, 변환(속도, 프로토콜, 코드, 포맷, 미디어)
정보처리 계층(확장) 응용 소프트웨어 처리(급여, DB 등)

프레임 릴레이(Frame Relay)

  • X.25의 오버헤드를 줄이고, 데이터링크 계층에서 오류제어와 Ack를 생략하여 고속 전송 지원
  • 오류제어는 상위 계층에서 담당
  • 인터넷 발전과 함께 널리 사용됨

ISDN(Integrated Services Digital Network)

  • 음성, 데이터, 화상 등 다양한 서비스를 하나의 디지털망으로 통합
  • 초기에는 Narrowband ISDN(협대역, N-ISDN) 사용, 현재는 거의 사용하지 않음
  • 채널 종류:
    • B 채널: 64Kbps, 정보(음성/데이터) 채널
    • D 채널: 16/64Kbps, 신호 채널
    • H 채널: 384Kbps~1.9Mbps, 고속 데이터/화상 채널
  • 기본 액세스(BRI): 2B+D(144Kbps), 일차군 액세스(PRI): 1.5~1.9Mbps
  • Broadband ISDN(B-ISDN): 155Mbps급 고속 통신 지원, ATM 기술과 연계

ATM(Asynchronous Transfer Mode)

  • Broadband ISDN의 핵심 기술, 셀(Cell) 기반의 고속 통신망
  • 고정 길이 셀(53byte: Header 5byte + Payload 48byte) 사용
  • 계층 구조:
    • 물리 계층: 비트 전송
    • ATM 계층: Cell Header 생성/관리
    • ATM 적응 계층(AAL): 상위 데이터 48byte 단위로 분할
  • 멀티미디어, 고속 데이터 통신에 적합

ITU-T 권고안 시리즈

  • G 시리즈: 전송 시스템, 미디어, 네트워크
  • H 시리즈: 오디오/비주얼, 멀티미디어
  • I 시리즈: ISDN 표준화
  • X 시리즈: PSDN, X.25 등 데이터망
  • V 시리즈: PSTN 데이터 전송
  • T 시리즈: 텔레매틱 서비스

주요 용어 및 비교표

구분 주요 특징 대표 프로토콜/속도
PSTN 음성 통신, 아날로그 가입자선 아날로그/디지털, PBX
xDSL 기존 전화선 이용 데이터 통신 ADSL(8/1Mbps), VDSL(52/3.2Mbps)
X.25 패킷 교환, 가상회선 방식 PLP, LAPB, X.21
VAN 부가가치 통신망, 정보 가공/변환 신용카드 결제망 등
프레임 릴레이 고속 패킷 전송, 오류제어 생략 Frame Relay
ISDN 음성/데이터/화상 통합 디지털망 BRI(2B+D), PRI
ATM Cell 기반, 고속/멀티미디어 53byte Cell(5+48)

정리

  • WAN은 멀리 떨어진 기기 간의 통신을 담당하며, 주로 공중망을 임대하여 사용
  • PSTN은 음성 통신망, xDSL은 기존 전화선을 이용한 데이터 통신 기술
  • X.25는 패킷 교환망의 대표 프로토콜로, 현재는 거의 사용되지 않음
  • VAN은 부가가치 서비스를 제공하는 통신망, 프레임 릴레이는 X.25의 단점을 보완한 고속 패킷 전송 기술
  • ISDN은 다양한 서비스를 하나의 디지털망으로 통합, ATM은 고속 멀티미디어 통신에 적합한 셀 기반 기술
  • 각 기술은 시대별, 목적별로 발전해왔으며, 현재는 대부분 고속 인터넷과 광통신 기술로 대체되고 있음
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LAN(Local Area Network) 개요

  • 컴퓨터, 단말장치, 프린터, 디스크 저장장치 등 여러 장치를 연결하는 데이터 통신망
  • 일반적으로 수 km 이내의 사설망(Private Network)으로 구성
  • 인터넷의 하부 구조로 동작하며, 대표적으로 Ethernet, Token ring, Token bus, FDDI, DQDB, ATM LAN 등이 있음
  • Wi-Fi는 무선 LAN의 상표명이며, AP(Access Point)와 무선 단말 간 통신

IEEE 802 표준과 이더넷 LAN

  • IEEE 802 위원회(1980년 설립)에서 LAN 표준화 진행
  • 데이터링크 계층을 LLC(Logical Link Control)와 MAC(Media Access Control)로 분리
  • 주요 표준: 802.3(Ethernet), 802.4(Token Bus), 802.5(Token Ring), 802.6(DQDB), 802.11(Wireless LAN)
IEEE 표준 설명
802.3 Ethernet (CSMA/CD)
802.4 Token Bus
802.5 Token Ring
802.6 DQDB (MAN)
802.11 Wireless LAN (Wi-Fi)

이더넷 LAN의 특징

  • 가장 널리 사용되는 LAN 방식, IEEE 802.3 표준
  • MAC 방식: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
  • 10Base5(Thick Ethernet), 10Base2(Thin Ethernet), 10Base-T(UTP, 스타 토폴로지) 등 다양한 규격 존재
  • 속도 발전: 10Mbps → 100Mbps(Fast Ethernet) → 1Gbps(Gigabit Ethernet) → 10Gbps 이상

토큰 제어 방식

  • 충돌 방지를 위해 채널 사용권(토큰)을 가진 노드만 데이터 전송
  • Token Bus(802.4): 물리적 버스, 논리적 링 구조
  • Token Ring(802.5): 물리적/논리적 링 구조
  • FDDI: 이중 링, 광섬유 사용, 100Mbps
  • 현재는 거의 사용되지 않음, 이더넷이 표준으로 자리잡음

무선 LAN(Wireless LAN, Wi-Fi)

  • 무선 LAN은 IEEE 802.11 표준(일명 Wi-Fi)으로 규정
  • MAC 계층에서 DCF(Distributed Coordination Function, 경쟁 기반)와 PCF(Point Coordination Function, 중앙 제어) 방식 존재
  • DCF는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 방식 사용
  • PCF는 AP가 중앙에서 노드들의 데이터 전송을 제어
  • 주요 규격: 802.11b(11Mbps), 802.11a/g(54Mbps), 802.11n(최대 600Mbps), 802.11ac(최대 6.9Gbps, Wi-Fi 5), 802.11ax(Wi-Fi 6)

최신 무선 통신 기술

  • Li-Fi: LED의 빛을 이용한 초고속 무선 통신 기술로, 전력 소모가 적고, 빠른 속도 제공

정리

  • LAN(Local Area Network)은 근거리(수 km 이내)에서 여러 장치들을 연결하는 사설 데이터 통신망으로, 인터넷의 하위 구조를 이룸.
  • 대표적인 LAN 기술로는 이더넷(Ethernet), 토큰 버스, 토큰 링, FDDI, DQDB, 무선 LAN(Wi-Fi) 등이 있으나, 현재는 이더넷과 무선 LAN이 주로 사용됨.
  • 이더넷은 IEEE 802.3 표준으로, 데이터링크 계층을 LLC와 MAC으로 분리하며, MAC 방식으로 CSMA/CD를 사용함.
  • 토큰 제어 방식은 충돌을 방지하기 위해 채널 사용권(토큰)을 순환시키는 방식으로, 토큰 버스(802.4), 토큰 링(802.5), FDDI 등이 있었으나 현재는 거의 사용되지 않음.
  • 무선 LAN은 IEEE 802.11 표준으로, 다양한 전송 속도와 주파수 대역을 지원하며, 주요 MAC 방식으로 DCF(경쟁 기반, CSMA/CA)와 PCF(중앙 제어 방식)가 있음.
  • IEEE 802.11 표준은 802.11b(11Mbps), 802.11a/g(54Mbps), 802.11n(최대 600Mbps), 802.11ac(최대 6.9Gbps, Wi-Fi 5), 802.11ax(Wi-Fi 6) 등으로 발전함.
  • 최신 무선 통신 기술로는 LED 빛을 이용한 Li-Fi가 있으며, 기존 무선 LAN보다 빠른 속도를 제공할 수 있음.
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데이터사이언스 핵심

데이터사이언스는 데이터로부터 의미 있는 정보를 추출해내는 융합 학문이다. 정형·비정형 데이터 모두를 대상으로 하며, 통계학, 수학, 컴퓨터공학, 시각화, 해커의 사고방식, 그리고 해당 분야의 전문지식까지 폭넓게 요구된다. 데이터사이언스는 단순한 분석을 넘어, 실제 사회와 비즈니스의 성과를 견인하고, 데이터 기반 의사결정과 혁신을 이끌어낸다.

1. 데이터사이언스란 무엇인가?

  • 인터넷, 센서, 모바일 등 다양한 경로에서 생성되는 방대한 데이터를 분석하여, 의미 있는 패턴과 인사이트를 도출하는 학문이다.
  • 정형 데이터(숫자, 표)뿐 아니라 비정형 데이터(텍스트, 이미지, 영상 등)까지 모두 다룬다.
  • 데이터의 수집, 정제, 분석, 시각화, 전달까지 전 과정을 포함한다.

2. 데이터사이언스의 역할과 필요 역량

  • 데이터사이언티스트는 비즈니스의 핵심 이슈에 답을 제시하고, 데이터 기반으로 성과를 이끌어낸다.
  • 분석적 사고력, IT 활용능력, 커뮤니케이션, 스토리텔링, 창의력, 비판적 사고 등 다양한 역량이 필요하다.
  • 데이터사이언스의 과정에는 분석, IT, 컨설팅 등 여러 영역이 융합된다.

3. 데이터사이언스의 주요 영역

영역 핵심 내용 주요 역할
분석적 영역 통계, 수학, 데이터 분석, 예측 패턴 발견, 인사이트 도출
IT 영역 프로그래밍, 데이터베이스, 빅데이터, 머신러닝 데이터 처리, 자동화, 시스템 구현
컨설팅 영역 문제 정의, 의사결정, 커뮤니케이션 현장 적용, 비즈니스 성과 창출

4. 데이터사이언스의 한계와 유의점

  • 분석 과정에는 인간의 해석과 가정이 개입되며, 동일한 결과도 해석에 따라 다른 결론이 나올 수 있다.
  • 정량적 분석이라도 모든 분석은 가정에 근거하며, 오차와 불확실성에 대한 이해와 통제가 필요하다.
  • 데이터 활용에는 개인정보, 윤리, 보안 등 사회적 책임도 수반된다.

5. 데이터사이언스의 핵심 프로세스

  1. 문제 정의 및 목표 설정
  2. 데이터 수집(내부/외부, 정형/비정형)
  3. 데이터 정제 및 전처리
  4. 데이터 분석 및 모델링(통계, 머신러닝 등)
  5. 결과 해석 및 시각화, 인사이트 도출
  6. 의사결정 및 현장 적용

6. 데이터사이언스 관련 핵심 용어

  • 정형/비정형 데이터: 표 형태/비표 형태(텍스트, 이미지 등)
  • EDA(Exploratory Data Analysis): 탐색적 데이터 분석
  • 머신러닝: 데이터에서 패턴을 학습해 예측·분류·군집화 등 수행
  • 클러스터링: 유사한 데이터끼리 그룹화하는 비지도 학습
  • 데이터마이닝: 대규모 데이터에서 패턴, 규칙, 인사이트를 발견하는 과정

정리

데이터사이언스는 데이터 기반의 문제 해결과 혁신을 이끄는 종합적 학문이다. 분석적 사고, IT 활용, 현장 적용까지 다양한 역량이 필요하며, 데이터의 수집부터 분석, 해석, 실행까지 전 과정을 아우른다. 데이터사이언스는 단순한 기술이 아니라, 데이터로 세상을 이해하고 변화시키는 새로운 패러다임임을 기억해야 한다.
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