파동에 올라타라, 범용직렬버스, 네트워킹

1. 파동에 올라타라

• 우주에는 다양한 파장들이 있는데 그 중 가장 근본적인 파장은 사인파이다.
• 다른 모든 파장들은 사인파를 조합해 만들어낼 수 있다.

• 사인파의 형태입니다.

• 파장과 진폭은 위의 그림을 참조하세요.

• 1초에 몇번 반복되는 지가 주파수입니다. 다른말로 헤르츠, 초당 사이클이라 부릅니다.
• 파장과 진폭은 아래와 같은 관계를 가집니다. 따라서 주파수가 높아진다면 파장은 짧아집니다.
• 파장 = 파동속도/주파수;
• 우리가 데이터를 보내기 위해 사용할 파동을 반송파라고 합니다.
• 마크-스페이스 방식은 장거리 통신에는 적합하지 않다.
• 이 문제를 라디오를 가능하게 한 트릭을 적용해 해결할 수 있다.
• 반송파를 이용하면 장거리 통신이 가능하기 때문에 이 반송파를 마크-스페이스 파형으로 변화시키는 변조를 통해 해결할 수 있다.

• 마크-스페이스가 어떤지에 따라서 마크-스페이스 파형이 달라지기 때문에 이 방식을 주파수 편이 변조라고 부른다.
• 즉, 마크-스페이스 신호 —> 마크-스페이스 파형 —> 장거리 전달 —> 마크-스페이스로 되돌린다(복조)
• 변조와 복조 작업을 수행하는 장치가 모뎀이다.

1. 범용직렬버스(USB)

• USB는 데이터를 패킷으로 나누어 전송한다.
• 패킷에는 헤더와 페이로드가 들어있습니다. 페이로드에는 데이터들이, 헤더에는 패킷에 대한 정보가 존재합니다.
• USB로 연결된 시스템 중에 종단점을 담당하는 컨트롤러가 존재합니다.

1. 네트워킹

• 네트워크는 일반적으로 두가지로 구분된다.
• 근거리 네트워크(LAN)은 집이나 사무실 같이 좁은 지리적 영역을 묶는다.
• 광역 네트워크(WAN)은 더 넓은 지리적 영역을 묶는다.

• 최초의 네트워크는 전신 네트워크였고 이후에 전화 네트워크로 발전한다.
• 전화 네트워크는 회선교환 방식 네트워크였다. 이는 실제로 당사자간에 전선이 실제로 연결되어 회로를 만들어야 한다는 것을 의미한다. 또한 통화가 이뤄지는 동안만 회선이 만들어진다는 것이다.
• 참고로 현재의 전화 네트워크는 통신내용을 패킷으로 나누는 패킷교환 방식을 사용한다.
• 전신네트워크와 전화 네트워크 이후 우리가 익숙한 컴퓨터 네트워크가 등장한다.
• 여러 기관들에서 각자의 LAN들을 만들어 냈고 다른 LAN들 사이에서 의사소통할 방법이 없었다.
• 아파넷이라는 WAN이 등장하게 되고 이 아파넷이 현재의 인터넷으로 진화한다.
• 우리는 인터넷을 통해서 여러 LAN들을 하나로 연결하는 것이 가능해졌다.

3-1. 여러가지 LAN

• 1970년대 이더넷이 등장한다.
• 최초의 이더넷은 반이중 시스템이였다. 반이중 시스템은 한 쪽이 송신하는 동안 다른 쪽에서 수신하는 통신 방식을 의미한다.
• (참고: 전이중 시스템은 두 대의 단말기가 데이터를 송수신하기 위해 동시에 각각 독립된 회선을 사용하는 통신 방식이다)
• 반이중 시스템이기 때문에 모든 장치가 같은 선에 연결 되었다.
• 각 장치의 네트워크 인터페이스에는 MAC 주소가 부여되었다.
• 데이터는 프레임이라는 패킷 단위로 구성된다.
• 장치들이 같은 선에 연결되어 있기 때문에 프레임의 MAC주소와 일치하지 않는 장치들은 그 데이터를 무시한다. 그래야만 원하는 장치(위치)로 데이터를 성공적으로 보낼 수 있다.
• 만약 둘 이상의 장치가 동시에 말하려고 한다면 패킷이 서로 엉키면서 충돌이 발생한다.
• 이는 이후 랜덤 백오프 후 재시도를 통해서 해결한다. 랜덤 백오프 후 재시도는 패킷을 보내고 싶은 장치는 충돌이 발생한다면 시간을 잠깐 기다린 다음 다시 말하는 방식을 의미한다.
• 최근의 이더넷은 반이중 버전이 아니라 라우터라는 장치를 이용하여 장치들을 연결한다. 이 라우터는 어떤 장치가 어떤 선에 연결되어 있는지를 기억하고 패킷을 정확히 배달해준다.

3-2. 인터넷

• 인터넷은 여러 계층으로 이뤄진 프로토콜들의 집합이다.
• 프로토콜 내의 각각의 계층들은 아래쪽 계층이 변해도 위쪽 계층에 영향을 주지 않는 구조이다.

3-2-1. TCP/IP

• TCP/IP프로토콜은 인터넷이 사용하는 두가지 프로토콜입니다.
• IP는 패킷을 한 곳에서 다른 곳으로 옮겨줍니다.
• IP는 전신과 같아서 IP를 사용해 메시지를 보낸 송신자는 수신자가 메시지를 언제 받는지 알 수 없고 제대로 받았는지 여부도 알 수 없습니다.
• TCP는 IP 위에 만들어졌고 패킷이 제대로 배달됐는지를 확실히 보장해줍니다.

3-2-2. IP주소

• 인터넷 상의 각 장치들에는 IP주소라는 유일한 주소가 할당되어 있습니다.
• IP주소는 MAC주소와는 달리 하드웨어에 묶여있지 않아서 변경될 수 있습니다.
• IP주소 시스템은 계층적인 시스템으로 일부 주소가 누군가에게 할당되면 그 누군가는 다시 자신에게 할당된 주소 중 일부를 다시 다른 누군가에게 할당하는 식으로 퍼져나갑니다.
• 인터넷은 대부분 IPv4를 사용합니다.
• IPV4는 32비트 주소를 사용합니다. 40억개의 주소를 쓸 수 있지만 현재 부족하여 점점 128비트 주소를 사용하는 IPv6로 나아가고 있습니다.

3-2-3. DNS시스템

• 장치의 IP주소는 바뀔 수 있기 때문에 어떤 장치의 현재 실제 주소를 찾기 위해서는 DNS가 필요하다.
• DNS는 IP주소와 기억하기 쉬운 특정 주소를 연결하는 시스템을 의미한다.

3-2-4. 월드 와이드 웹

• TCP/IP 계층 위에 여러 프로토콜이 존재한다. 그 중 가장 많이 사용하는 프로토콜은 HTTP이다.
• HTTP는 하이퍼텍스트 전송 프로토콜의 약자로 HTTPS와 더불어 웹페이지 전송을 책임진다.
• HTTP 표준은 웹 브라우저가 웹 서버와 상호작용하는 방법을 정의한다.
• 우리는 URL을 통해서 웹 페이지를 얻을 수 있다.
• URL에는 원하는 정보를 얻을 수 있도록 인터넷 상의 컴퓨터에 대한 도메인 이름과 이 컴퓨터 안의 어디에서 정보를 찾아야 할지에 대한 설명이 들어간다.