정보통신, 인터넷과 무선기술

정보통신(네트워크)

 

네트워크란 무엇일까.

 

네트워크는 여러 대의 컴퓨터로 묶여진 그룹이나 다른 장치(예를 들어 프린터, 스캐너, 디지털카메라, 스마트 폰, 3D프린터, 디지털기기 등)들이 서로 연결되어 통신이 가능하도록 해주는 장치나 시설 등을 의미한다. 대표적인 예로는 근거리통신망(LAN : Local Area Network), 원거리통신망(WAN : Wide Area Network)이 존재한다. 

 

우리가 곧잘 사용하는 컴퓨터 네트워크는 둘 혹은 그 이상의 접속된 컴퓨터를 의미한다.

 

그리고 그런 네트워크 가운데 가장 많이 사용하는 것이 바로 인터넷이다. 

 

네트워크는 (1) 거리상의 문제 극복할 수 있고, (2) 업무별 분산처리를 돕는다. (3) 자원을 공유함으로써 (4) 빠르면서 정확한 의사소통이 가능하다.

 

이러한 네트워크로 우리는 하드디스크 공유, 데이터 교환 및 공유, 프린트 공유 및 원격 접속이 가능해진다. 

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네트워크의 종류

 

1, 근거리 통신망(LAN : local area networks)

• 500~800m에서 데이터를 주고 받음
• 한 건물 내에 국한됨 : 한 방, 한 층, 혹은 한 건물 내의 PC들간의 커뮤니케이션
• 서버를 중심으로 사용자 PC들이 상호 연결됨 : 네트워크상의 자원 최대한 공유
• 흔히 사무실 업무의 자동화를 위해 이용

2. 무선 LAN(Wireless LAN)

• 케이블의 연결 없이 무선으로 LAN을 구현하는 방법
• 무선접속장치(AP:Access Point)가 설치된 곳을 중심으로 일정 거리내에서 무선랜 카드를 장착한 노트북PC, PDA 등 단말기를 사용해 무선으로 인터넷을 이용

3. 원거리통신망(WAN : wide area networks)

• 광범위한 지역의 컴퓨터들을 상호 연결하고자 하는데 사용
• 지방과 지방, 본사와 지방공장, 국내본사와 해외공장, 국가와 국가,대륙과 대륙 같이 지리적으로 멀리 떨어져 있는 장거리 지역을 연결하는 통신망
• ex. 은행의 본점-지점 연결, 항공사와 여행사 간의 연결 등
• WAN을 지원하는 장거리 서비스는 대부분 통신 회사들이 제공하고 있으며, 전세계적으로 현존하는 가장 큰 WAN은 인터넷이다.

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스마트 홈 네트워크 : 집에 있는 모든 장비들이 네트워크로 연결

 

과거에는 업무적으로 효율을 올리는 데에 주력했기 때문에 비즈니스 네트워크가 강세였다. 그러나 현재 이르러선 주거 환경에 IT를 융합하여 국민의 편익과 복지증진, 안전한 생활이 가능하도록 하는 인간 중심적인 스마트 라이프 환경을 구성하는 데에 중점을 둔다. IoT 장비가 증가했고 가격은 내려가면서 실현될 수 있는 모습이다. 

 

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전송매체

 

유선 전송매체

 

(1) 동선(Twisted wire pair)

• 한쌍의 구리선이 서로 꼬이게 하여 제조된 전송매체
• 비용이 매우 저렴하여 흔히 전화선으로 사용
• LAN선으로도 많이 사용됨

(2) 동축케이블(Coaxial cable)

• 케이블로 많이 사용됨
• 선 하나로 데이터, 화상, 음성 등의 신호를 한꺼번에 전송

(3) 광케이블(Fiber optics cable)

• 가장 전송속도가 빠른 유선 전송매체
• 근거리와 광역통신망, 장거리 통신 등에 주로 사용

무선 전송매체

 

(1) 지상파 마이크로웨이브

• 약 50km 간격으로 설치된 중계탑을 통해 데이터전송

(2) 위성통신

• 발신지 안테나에서 발신된 신호는 위성에 전송된 후 다시 수신지의 안테나로 수신되어 목적지까지 전송됨
• 흔히 GPS (위치추적시스템) 및 대용량 데이터전송에 이용됨

(3) 이동전화(셀룰러 통신)

• 지역이 여러 소규모 셀(cells)로 나뉘어지고, 각 셀마다 설치된 안테나가 신호전송을 담당하는 이동통신 기술

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전용회선

 

(1) 초고속통신 ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line, 비대칭 디지털 전화 가입자선) : 전화선 , 업로드와 다운로드 속도가 다름

(2) VDSL(Very high bit rate Digital Subscriber Line) : 전화선, 업로드 속도 = 다운로드 속도

(3) 광LAN(optic LAN)

(4) FTTH(Fiber To The Home)

• 광케이블을 가정까지 연결해 방송, 통신을 포함한 모든 서비스를 하나의 네트워크로 가능하게 하는 것 → 그래서 광대역통합망 (BcN)이라고도 함
• 광섬유로 이루어진 광케이블을 가입자의 집까지 연결하여 상/하향 100Mbps로 데이터 전송속도를 제공하는 초고속 통신
• 방송과 통신이 융합된 다양한 서비스를 대역폭에 제한 없이 제공 가능한 네트워크 (선 하나로 전화 + 데이터 + 방송 = 대용량 케이블)

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인터넷

인터넷이란 무엇인가. 

 

인터넷은 INTERnational NETwork의 줄임말로, 세계에서 가장 규모가 큰 네트워크이다. 전세계의 컴퓨터들을 공통된 규칙(기술)이자 프로토콜 에 따라 상호 연결하고 있는 통신망이며, 통신망에 연결된 컴퓨터들은 국적에 관계없이 서로 통신, 파일 및 이미지 전송, 웹페이지 검색, 전자우편(e-mail) 전송 등이 가능하다.

 

이러한 인터넷은 군사목적으로 시작되었다.

 

미국은 ARPA (Advanced Research Projects Agency)를 창설하여 과학자들 간에 중요한 컴퓨터 자원을 공유할 수 있게 도와주고자 했다. 1957년 구 소련의 최초 인공위성인 스푸트니크호의 발사에 대응하기 위함도 이유 중 하나였다. 1969년에 만들어진 ARPANET은 4개 대학의 컴퓨터를 연결을 하였고 이윽고 연구기관 및 상업망과 연결하였다. 

 

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TCP/IP 프로토콜 : 통신 규약을 정해 놓지 않으면 통신은 불가능하다

프로토콜이란 : ‘인터넷 접속’을 위한 통신 규약 TCP라는 프로토콜과 IP라는 프로토콜을 합쳐서 사용한다. 

 

이때 IP와 TCP의 차이는 다음과 같다. 

• IP : 주소관리와 경로 선택
• TCP : 데이터 전송 관리 

예를 들어 ‘123.123.123.123’과 같은 IP 주소 체계를 사용하면서(IP 프로토콜의 특징), 신뢰성 높은 데이터 송수신을 제공한다(TCP 프로토콜의 특징)는 의미이다. 

 

IP 주소

 

IP 주소는 개개인마다 다 다르다. 인터넷에 연결되어 있는 모든 컴퓨터가 가지고 있는 고유한 숫자 주소이기 때문이다. 이 주소는 TCP/IP의 IP계층에서 데이터가 진행할 경로를 결정하는데 사용되는 번호인데, 인터넷의 모든 컴퓨터가 사용하는 유일한 주소이다. 도메인 네임을 컴퓨터가 인식하도록 IP주소(DNS라는 곳에 저장되어있다. 일종의 전화부라고 생각하기)로 변환하며, 123.222.221.5와 같이 점으로 나누어진 4개의 숫자 군을 사용하여 표기한다. 각 숫자 군에는 0에서 255까지를 사용하여 256개의 번호를 사용한다. 

 

* 도메인 네임 시스템:  루트 도메인, 1차 도메인, 2차 도메인, 그리고 최하위로 호스트 컴퓨터를 가지는 계층적인 시스템이다.

 

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미래의 인터넷

미래의 인터넷은 IPv6으로, IP번호에 대한 새로운 주소지정체계를 의미한다. 수천억개 이상의 새로운 주소를 제공함이 큰 이점이다. 

→ 사물 인터넷 사용이 도입되면서 해당 디바이스들에 대한 IP주소도 할당해줘야하니 당연히 새로운 주소지정체계가 필요해진 것

 

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웹 (web)

우리가 흔히 주소창에서 서두로 시작하는 www는 World Wide Wdb의 약자이다. 

 

월드 와이드 웹은 유럽 원자핵 공동연구소의 Tim Bernars-Lee가 제안한 개념이다. 인터넷 상에서 동작하는 서비스 중 하나이며, 엄밀히 말하면 인터넷과 동의어가 아니다. 인터넷에 연결된 컴퓨터들을 통해 사람들이 정보를 공유할 수 있는 공간라고 할 수 있다. 웹 브라우저 소프트웨어를 통해 엑세스이다.

 

이런 웹의 발전은 다음과 같이 확인해볼 수 있다.

 

웹 2.0

 

과거의 인터넷은 사업자가 정보의 생산, 관리, 배급 등을 관련 고객에게 제공하는 시대였다. 웹 1.0 (1994~2004년) 시기엔 인터넷에 있는 정보를 읽는 것만 가능했다. 그러나 시대가 바뀌면서 아래와 같은 변화가 생겨났다. 

 

바로, 실제 이용자가 적극적으로 참여하여 정보 및 지식을 만들고 공유하는 열린 인터넷인 웹 2.0의 시대가 열린 것이다.

 

이러한 웹 2.0은 열린 플랫폼이 많은 사람이 모여 상호작용을 할 수 있는 기반을 제공하며, 정보 생산 주체를 소수 전문가에서 인터넷 이용자로 확대했다.

 

웹 2.0 서비스은 다음같이 제공된다. 

 

(1) 블로그 : 최신 순으로 정렬된 일단의 게시물을 포함하며 연관된 웹 페이지로 부터의 링크를 가지는 개인 웹사이트

(2) 위키 : 방문자에게 모든 콘텐츠에 대해 추가, 삭제, 수정을 허용하는 협업적 웹사이트

(3) 소셜 네트워크 사이트 : 사용자가 친구나 전문가의 커뮤니티를 구성할 수 있도록 해줌

 

이러한 웹 2.0 이후의 정보는 초연결을 의미하며 개방을 통해 인터넷 사용자간의 정보공유와 참여를 이끌어 내고 이를 통한 정보가치 증대했다.

 

 

웹 3.0

 

www를 만든 팀 버너스 리(Tim Berners-Lee)가 제안한 ‘시맨틱 웹(Semantic Web)’ 이란 개념이다. 

 

사람이 관여하지 않아도 컴퓨터가 신속하게 자동으로 처리할 수 있는 인터넷 환경은 검색에 필요한 사람의 노력을 줄이고 의미 기반 처리를 하는 것을 목표로 두고 있다. 인공지능 웹을 통해 웹을 보다 지능적이고 직관적으로 만든다. 컴퓨터가 사람을 대신해 정보를 모으고 새로운 정보를 생성하니 컴퓨터와의 동기화를 통한 소통의 증가했다. 

 

대표적으론 사물인터넷이 있으며 클라우드 컴퓨팅과 모바일 컴퓨팅의 증가를 그 예시로 들 수 있다. 

웹의 변천사
	웹 1.0	웹 2.0	웹 3.0
사용 특징	읽기	읽기,쓰기	읽기, 쓰기, 소유
콘텐츠	API 생태게 모델 = 개별기업 소유	플랫폼 모델 = 플랫폼 기업 소유	My Data 모델 = 개인 소유
네트워크	비교적 탈중앙화	중앙화	탈중앙화

블록체인은 데이터를 분산 저장 처리할 수 있고 보안성도 높다. 또한 NFT를 활용해 개인의 데이터 소유권을 인증할 수 있다.

 

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인터넷의 가치와 활용

• 고객의 반응을 신속하게 반영
• 고객을 위한 개인화 서비스 구현이 가능
• 기업 경영활동에 고객 참여가 확대
• 고객 상호 간의 관계를 증진
• 다양한 정보와 전달채널을 제공

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무선기술

블루투스

• 휴대폰, 노트북, 이어폰 및 헤드폰 등의 휴대기기를 서로 연결해 정보를 교환하는 근거리 무선 기술 표준
• 10미터 이내에 최대 8개 기기 연결 = 저전력 무선 연결
• 소규모 개인영역 네트워크의 구축과 휴대용 기기와 전송기 간의 데이터 전송에 용이함

와이파이

• IEEE802.11 기술 규격의 브랜드 명이 바로 wireless fidelity이며 줄여서‘Wi-Fi(와이파이)’라고 함
• 현재 대부분의 무선랜 기기들이 와이파이 규격을 준수하고 있으므로 와이파이 = 무선랜으로 인식 되는 경우가 많음
• 와이파이 규격을 준수하는 기기는 종류가 다르더라도 서로 통신이 가능하며, 와이파이 연합(Wi-Fi Alliance)에서 부여하는와이파이 인증(Wi-Fi Certified)로고를 달고 있는 경우가 많아 쉽게 확인이 가능
• 초기에는 PC를 중심으로 와이파이가 쓰였으나 최근에는 휴대폰, 게임기, 프린터, 특히 스마트 폰으로 인터넷을 사용하기 위하여 와이파이가 확장되고 있는 추세

RFID(Radio frequency identification)

• 제품과 그 위치에 대한 데이터를 저장한 내장형 마이크로 칩과 안테나를 가진 아주 작은 태그를 사용함
• 가까운 거리의 특정 RFID 판독기(=리더기)에 무선 신호를 전송함
• 일반적인 용도
  • 자동 통행료 징수
  • 공급망에서 물품 추적 = 위치 추적 가능
• 활용을 위해 기업은 특수한 하드웨어와 소프트웨어가 필요함
• 태그의 가격이 낮아질 수록 많은 기업들이 RFID를 비용효과적으로 활용함

무선 센서 네트워크(WSNs)

• 센서로 감지가 가능하고 수집된 정보를 가공하는 프로세서가 달려 있는 수백, 수 천 개의 무선장치들의 네트워크
• 환경 변화 감시, 교통 또는 군사 활동 감시, 빌딩 보안, 교통 관리, 공기중의 해로운 물질 탐지 등과 같은 영역에서 유용하게 사용
• 장치들은 내장형 정보 처리기, 저장장치, 무선 주파수 센서 및 안테나를 장착하고 있음
• 유지보수나 사람의 간섭 없이 특정 지역에 몇 년 동안 배치해야 하기때문에매우낮은전력으로작동해야하며오래 사용할수 있는 배터리를 필요로 함
• “빅데이터” 및 “사물인터넷”