네트워크 개론(3판) 제3장 연습문제/기출문제 풀이

원본 출처: https://majeulsa.tistory.com/23

3장 연습문제 풀이

1. 유니캐스트, 브로드캐스트, 멀티캐스트, 애니캐스트에 대해 설명하시오.
 - 유니캐스트(Unicast): 서버와 클라이언트의 일대일 통신 방식을 말한다. 네트워크에서 가장 많이 사용하는 방식이다.
 - 브로드캐스트(Broadcast): 네트워크 연결된 모든 단말기에 데이터를 보내는 방식이다. 브로드캐스트의 주소는 FF-FF-FF-FF-FF-FF로 미리 정해져 있다.
 - 멀티캐스트(Multicast): 특정 그룹에만 한번에 데이터를 전송하는 것을 말한다.
 - 애니캐스트( Anycast): IPv6에 등장한 개념으로 송신 노드에서 수신자 그룹의 가장 가까운 노드로 데이터그램을 전송하는 라우팅 기법이다.

2. 송신 측과 수신 측이 고정되어 있고, 통신 채널을 통해 접속된 두 단말기 사이에서 데이터가 한쪽 방향만으로만 통신 방식은 무엇인가?
 단방향 통신

3. 통신 채널을 통해 접속된 두 단말기 사이에서 데이터의 송수신이 모드 가능한 통신 방식은 무엇인가?
 양반향 통신

4. 반이중 통신과 전이중 통신의 대표적인 예는 무엇인가?
 - 반이중 통신: 휴대용 무전기, 모뎀을 이용한 데이터통신
 - 전이중 통신: 전화, 라우터

05. 동기식 전송과 비동기식 전송의 차이점을 설명하시오.
 - 동기식 전송: 송수신 측이 약속한 패턴(동일한 클럭)을 이용하여 데이터의 송수신 타이밍을 일치시키는 전송 방식
 - 비동기식 전송: 송수신 간의 동기를 맞추지 않고 문자 단위(시작비트, 정지비트)로 구분하여 전송하는 방식

동기식 전송	비동기식 전송
* 블럭 단위 전송 * 정확한 비트 전송 * 고속 통신에 사용	* 문자 단위 전송 * 정확한 비트 전송을 보장하지 않음 * 저속 통신에 사용

 

6. 패리티비트 검사, 블록 합 검사, 순환 중복 검사에 대해 설명하시오.
 o 패리티비트 검사
전송하는 데이터마다 패리티 비트를 하나씩 추가하여 홀수 또는 짝수 검사 방법으로 오류를 검사한다.
홀수인 경우에는 1개의 개수가 홀수가 되도록 패리티 비트를 정하는 것이고, 짝수인 경우에는 1개의 개수가 짝수가 되도록 패리티 비트를 정하는 것을 말한다,

 o 블록 합 검사
문자 블록에 수평 패리티와 수직 패리티를 2차원적으로 검사하는 방법을 말한다.
행 단위 패리티에 열 단위 오류 검사를 수행할 수 있는 열 패리티 문자(블록 검사 문자, BBC, Block Check Character)를 추가하여 검사한다.
검사 데이터를 추가로 전송하기 때문에 패리티 방식보다 많은 오버헤드가 발생한다.

 o 순환 중복 검사
정확하게 오류를 검출하려고 다항식 코드를 사용하는 방식이다.
오류가 발생하면 그 주위에 집중적으로 오류를 발생시키는 집단 오류를 검출하는 능력이 탁월하고 단순하게 구현할 수 있다.
다항식을 통해 값을 입력하는 방식으로 블록 합 검사 방식에서 발생하는 오버헤드를 해결할 수 있는 방법이다.

7. 문자를 블록으로 전송하면 오류 확률이 높아지므로 오류 검출 능력을 향상하기 위해 수평 패리티와 수직 패리티를 적용하여 문자 블록을 이차원적으로 검사하는 방식은 무엇인가?
 블록 합 검사

8. 송수신 측 순환 중복 검사 과정을 수행하시오.
 전송 데이터 다항식 P(x) = 10101101(x^7+x^5+x^3+x^2+1)
 생성 다항식 G(x) = 1101(x^3+x^2+1)
 o 수신측
 ① FCS 비트 수는 생성 다학식(제수)보다 1비트 작은 3비트
 ② P'(x)를 FCS 비트 수만큼 윈쪽 시프트 => 10101101000 
 ③ P'(x)를 G(x)로 나눈다
 ④ P''(x) = 10101101111 

 o 송신측
 ① P''(x)를 G(x)로 나누어 나머지가 0이면 오류가 없는 것이다.

9. 복잡한 주파수 변경을 하지 않고 디지털 신호를 전송 매체에 그대로 실어 전송하며, 이더넷으로 대표되는 방식은 무엇인가?
 베이스 밴드

10. CSMA/CD 방식에 대해 설명하시오.
동축 케이블에 연결된 컴퓨터를 서로 접속시키는 방식으로, 모든 컴퓨터는 버스에 연결되어 있고 전송 매체는 컴퓨터로 공유할 수 있다.
데이터를 송신하기 전에 반송파 여부를 감지하여 전송한다.
반송파가 감지되면 다른 컴퓨터가 데이터를 송신하는 중이라고 판단하여 데이터를 전송하지 않으며, 전송을 보류하고 나중에 전송을 시도한다.
그리고 반송파가 감지되지 않으면 데이터를 전송한다.

11. 토크린 방식과 토큰버스 방식에 대해 설명하시오.
 o 토큰링 ( Token Ring ) 방식
IBM에서 개발한 LAN 방식으로 링을 따라 순환하는 토큰을 이용하는 방법이다.
모든 모든 컴퓨터가 휴지 상태에 있을 때의 토큰을 ‘프리 토큰(Free TOken)이라고 하는데, 데이터를 전송하려는 컴퓨터는 이 프리 토큰이 자신에게 올 때까지 대기해야 한다.
그렇기 때문에 각 컴퓨터(노드)마다 전송 기회가 공평하게 주어진다.
권한을 얻는 대기시간이 정해져 있어 과부하가 일어나도 성능 저하가 크지 않다.

 o 토큰버스 ( Token Bus ) 방식
이더넷과 토큰링의 특징을 합친 형태이다.
실시간으로 처리해야 하는 공장자동화에 많이 응용된다.
버스형 접속 형태를 가지고 있으며, 모든 컴퓨터는 논리적으로 링형 접속 형태를 가지고 있다.
데이터 충돌이 발생하지 않으므로 한 패킷을 전송하는데 걸리는 시간이 일정하다.

12. LAN 구성 방식의 종류를 설명하시오.

종류	설명
이더넷	1976년 제록스에서 개발하여 인텔, DEC과 함께 표준화 IEEE 802.3의 표준안으로 채택 10Mbps 속도로 CSMA/CD 알고리즘 사용 10Base-2, 10Base-T
고속 이더넷	1990년대 이더넷을 확장하여 개발 100Mbps 속도 100Base-T(이더넷에서 NIC 등 개선)
기가비트 이더넷	1Gbps 속도 고속 이더넷에 비해 2~3배의 비용으로 10배의 속도 이더넷 방식 그대로 사용 가능(호환성이 좋음)
FDDI	미국표준협회와 ITU-T가 표준화 전송 매체로 광섬유를 사용하여 고속의 LAN 구현 가능 넓은 대역폭과 빠른 전송이 필요한 백본망에 많이 사용

13. 회선 교환, 패킷 교환, 메시지 교환에 대해 설명하시오.
 o 회선 교환
전화 시스템이 회선 교환 방식의 대표적이다.
두 스테이션 사이에 전용 통신 경로가 있음을 의미한다.
데이터를 전송하기 전에 물리적인 하나의 경로가 설정되며, 설정된 경로는 통신을 종료할 때 까지 독점한다.
경로를 설정할 때 지연이 발생하지만, 일단 경로를 설정하면 회선 교환망은 사용자에게 투명하게 전송된다.
전송하기 위해서 5단계 프로세스를 거치는데, 회선 연결, 데이터 링크 설정, 데이터 전송, 데이터 링크 해제, 회선 해제 순으로 거치게 된다.
회선 교환기는 회선 설정 및 해제, 데이터 전송을 수행한다.
회선 교환의 장점으로는 회선을 전용선처럼 사용할 수 있어 많은 양의 데이터를 전송할 수 있고, 경로가 설정되면 고정적인 전송률로 정보를 전송하며, 처리지연의 거의 없고, 음성이나 동영상 등 실시간 전송이 요구되는 미디어 전송에 적합하다.
단점으로는 오류 없는 데이터 전송이 요구되는 서비스에는 부적절하며, 오류 제어 기능이 없고, 전송하지 않는 기간에도 독점하므로 비효율 적이다.

 o 패킷 교환
주고받고자 하는 데이터를 패킷이이라고 불리는 작은 크기의 데이터로 작게 나눠서 이걸 공용 통신회선을 통해서 운반하는 것을 패킷 교환이라고 한다.
패킷들은 표준과 프로토콜을 사용하여 생성한다.
패킷들은 고유의 번호가 있어 원래의 데이터로 재결합하여 구성할 수 있다.
네트워크가 일종의 버퍼 기능을 수행하므로 처리 속도가 다른 통신 기기 간에도 데이터를 전송할 수 있다.
회선 교환보다 전송 효율이 높다.
패킷별로 우선순위를 적용하여 우선순위가 높은 패킷을 먼저 전송할 수 있다.
네트워크 통신과 같은 간혈적인 정보를 보내는데 적합하다.

 o 메시지 교환
회선 교환의 비효율적인 회선 이용을 개선시킨 데이터 통신 교환 방식으로, 가변 길이의 메시지 단위로 데이터를 교환하는 방식이다.
송신 측과 수신 측 간에 데이터를 전송하는 전용 통신로가 필요 없다,
저장/전송 방식으로 링크를 동적으로 공유하여 메시지를 전송한다.
데이터의 길이는 다양하며, 패킷 단위로 교환하는 것이 아니라 메시지 단위로 교환한다.
교환기는 메시지를 완전히 수신하면 오류를 검사하고, 오류가 없으면 경로를 결정하여 다음 교환기로 메시지를 보낸다.

14. 무선 LAN의 장단점을 설명하시오.
 o 장점
단말기 이동성과 편리성을 극대화하고, 유선으로 연결하기 어려운 환경에서도 네트워크 구성이 가능하다.
인터넷 선이 없이도 인터넷을 이용할 수 있다.
네트워크 유지 보수가 비교적 편하다.

 o 단점
한정된 구역내에서 사용할 수 있으며, 구역에서 멀어질수록 인터넷이 느려진다.
유선 LAN보다 전송 속도가 느리고, 접속 장치도 유선 LAN보다 비싸다.

15. 채널에 대해 설명하시오.
무선 LAN은 여러 클라이언트를 동시에 연결할 수 있도록 주파수 대역을 분할하는데, 이 주파수 대역을 채널이라고 부른다.

16. 컴퓨터에 무선 LAN 카드를 장착하여 연결하는 방법으로 일반 가정에서 많이 사용하며 일대일 통신이 기본인 것은 무엇인가?
 애드혹 모드

17.  CSMA/CA의 동작 원리를 설명하시오.
CSMA/CA(Carrier-Sense Multiple-Access with Collision Avoidance)는 CSMA/CD를 무선 LAN 에서 사용하면 무선 LAN에서 발생하는 문제를 해결할 수 없기 때문에 만들어진 방식이다.
전송매체를 올바르게 공유하고 있다는 것을 확실하게 확인하기 위해 무선 LAN에서 CSMA/CA기법을 사용한다.
패킷을 전송하기 전에 수신자에게 간단한 전송을 요청하여 응답하는 모든 전송을 수신한다. 제어 메시지의 충돌이 발생하면 송신자들은 제어 메시지를 재전송하는 랜덤 대기를 적용하여 해결한다.

A컴퓨터가 B컴퓨터에 프레임을 전송하는 경우
(1) 프레임을 전송하기 전에 A 컴퓨터는 짧은 제어 메시지를 전송해본다.
(2) B컴퓨터는 제어 메시지를 수신한 후 전송 준비가 되었음을 나타내는 또 다른 제어 메시지를 A 컴퓨터에 보내 응답한다.
(3) A 컴퓨터는 B컴퓨터가 보낸 제어 메시지를 수신한 후 프레임을 전송하기 시작한다.
(4) C 컴퓨터는 A 컴퓨터의 전송을 수신하지 않지만 B 컴퓨터의 전송은 수신한다.
(5) B 컴퓨터가 응답을보내면 안테나의 전송 범위 안에 있는 모든 컴퓨터는 패킷 전송을 기다린다.

18. 무선 AP와 무선 클라이언트의 연결 과정을 설명하시오.
 ① 무선 AP는 자신을 알리는 신호인 비콘을 네트워크에 있는 모든 기기에 주기적으로 전송한다.
무선 클라이언트는 이 신호를 잡아서 연결한다.
 ② 신호를 받은 무선 클라이언트는 자신의 SSID와 동일한지 무선 AP에 문의한다.
 ③ 동일한 SSID이면 AP가 응답을 하고 서로의 존재를 알게 된다.
 ④ 설정된 인증 방식이 올바른지 확인 받은후 무선 클라이언트는 무선 AP에 연결을 요청한다.
 ⑤ 무선 AP로부터 승인을 받으면 연결하여 통신할 수 있다.

3장 기출문제 풀이

01. (IPv4)LAN에서 통신하는 방식으로 가장 거리가 먼 것은?
 ④ 애니캐스트

 02. 반이중 통신에 대한 설명으로 잘못된 것은?
 ④ 휴대용 무전기와 모뎀을 이용한 데이터 통신이 해당된다

 03. 비트 지향 동기화 기법에 대한 설명으로 잘못된 것은?
 ① 전송하는 모든 데이터 단위를 일련의 비트로 처리함으로써 동기화에 필요한 데이터까지 비트로 표현한다.

 04. 홀수 패리티 검사 방식으로 적용한 예로 올바른 것은?
 ④ 10010001

 05. 순환 중복 검사 과정을 수행할 때 송신 측의 나머지 값으로 올바른 것은?
 전송 데이터 다항식P(x) = 10101101(x^7+x^5+x^3+x^2+1)
 생성 다항식 G(x) = 11101(x^4+x^3+x^2+1)
 ③ 1011

06. CSMA/CD 방식에 대한 설명으로 잘못된 것은? 
 ① 전송 지연으로 인한 거리에 제약이 없어 리피터가 필요 없다.

07. 10Base-2에 대한 설명으로 잘못된 것은?
 ① 브로드밴드 방식을 사용한다.

 08. 패킷 교환 방식에 대한 설명으로 잘못된 것은?
 ③ 우선순위가 높은 패킷을 먼저 전송할 수 없다.

 09. IEEE 802.11ac
 ③ 5GHz

 10. 부호화된 데이터를 아날로그로 변조하고 필터 등을 사용하여 제한된 주파수만 동축 케이블 등 전송 매체에 전송하는 방식은?
 브로드밴드

11. IEEE 802.11 무선 네트워크 표준으로 연결하려는 네트워크를 알려주는 식별자(이름)은?
 SSID