데이터는 임의의 형태로 형식화된 사실이나 개념, 의사 및 명령 등을 사람이나 기계에 의한 처리가 적합하도록 숫자, 문자, 기호 등으로 나타낸 것을 의미합니다. 데이터는 0과 1로 이루어진 디지털 형태로 보관되며, 컴퓨터 시스템에서 정보 단위로 사용됩니다. 이러한 데이터는 문자, 숫자, 그림, 소리와 같은 다양한 형태로 존재할 수 있으며, 정보를 전송하고 처리하는 데 필수적인 요소입니다.
정보는 데이터를 처리하고 가공한 결과로서 사용자에게 의사결정을 도와주는 의미 있는 데이터를 의미합니다. 정보는 단순한 데이터와는 달리, 특정 컨텍스트에서의 가치를 지니며, 해석이나 이용에 있어 상대방에게 영향을 줄 수 있는 내용을 포함합니다. 데이터가 단순한 사실의 나열이라면, 정보는 그 데이터가 의미와 가치를 지니도록 가공된 결과물입니다.
데이터 통신은 문자, 숫자, 기호 등으로 표현된 정보를 송신자에서 수신자에게 전송하는 과정으로, 정보 공여자(source)와 수여자(sink) 간의 정보 이동현상이라고 정의됩니다. 즉, 송신자는 정보를 전송하고 수신자는 이를 받는 역할을 하며, 이러한 과정을 통해 데이터가 두 장치 간에 이동하게 됩니다. 이러한 데이터 통신은 전송매체를 통해 이루어지며, 정보를 효과적으로 전달하기 위한 다양한 기술과 프로토콜을 염두에 두게 됩니다.
정확성은 데이터 전송 시 신호 감쇄, 잡음 등으로 인해 전송되는 정보의 형태가 변경되지 않는 것을 의미합니다. 잘못된 정보 전송을 방지하기 위해 데이터 통신 시스템은 다양한 기술을 사용합니다. 채널 코딩(channel coding)이나 에러제어 코딩(error control coding), 동기화 기술, 스위칭 기술 등은 데이터를 정확히 전송하고 수신하기 위해 필요한 요소들입니다.
효율성은 획득한 정보의 가치가 데이터 전송 장비의 가치를 초과해야 함을 의미합니다. 그렇지 않으면 비효율적인 통신이 될 수 있습니다. 이를 위해 소스 코딩(source coding)과 다중화(multiplexing) 기술을 활용하여 데이터 전송을 최적화하고, 필요한 정보만을 효과적으로 얻어내는 것이 중요합니다.
안전성은 데이터의 내용이 제 3자에게 누출되거나 변형되지 않도록 보호하는 것을 의미합니다. 이를 위해 보안 코딩(security coding)과 같은 다양한 기술이 활용됩니다. 데이터 통신 시스템은 사용자의 개인정보와 기밀 정보를 안전하게 보호하고, 불법적인 접근으로부터 데이터를 지키기 위해 다양한 보안 체계가 필요합니다.
메시지는 통신의 목적이 되는 정보로, 송신자가 수신자에게 전송하고자 하는 데이터입니다. 이 정보는 문자, 숫자, 소리, 그림, 영상 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있으며, 데이터 통신의 근본적인 구성 요소입니다.
송신자는 메시지를 생성하고 전송하는 장치로, 컴퓨터나 핸드폰 등이 해당됩니다. 수신자는 송신자로부터 전송된 메시지를 받는 장치로, 데이터 통신의 상대방 역할을 합니다. 송신자와 수신자는 서로 다른 위치에 있을 수 있으며, 데이터 전송 매체를 통해 연결됩니다.
전송 매체는 메시지가 송신자에서 수신자에게 전달되는 물리적 경로를 의미합니다. 이는 트위스트페어 케이블, 동축케이블, 광케이블, 레이저, 무선파 등 다양한 형식으로 존재합니다. 데이터를 전송하는 데 사용되는 매체의 종류는 데이터 통신의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
데이터 전송 계는 데이터 통신의 핵심 요소로서, 단말장치와 신호변환 장치, 통신회선 등이 포함됩니다. 이 계층은 데이터가 물리적으로 전송되는 과정을 다루며, 송신자와 수신자 간의 데이터 교환을 위한 기초적인 전송 방법과 방식을 포함합니다.
데이터 처리 계는 데이터를 수신하고 처리하는 컴퓨터 및 소프트웨어를 포함합니다. 이 계층은 정보의 가공 및 해석을 담당하며, 사용자가 이해할 수 있는 형태로 데이터를 변환하는 기능을 수행합니다. 데이터 처리 계는 또한 하드웨어와 소프트웨어 간의 상호작용을 조정하는 역할을 합니다.
네트워크 구조는 데이터 통신에서 사용되는 단말 장치와 링크의 집합으로, 노드(node)와 링크(link)로 구성됩니다. 노드는 데이터 전송을 위한 장치들로, 컴퓨터와 프린터 등이 포함됩니다. 링크는 이러한 장치들을 서로 연결하는 통신채널로, 데이터 전송의 경로를 형성합니다. 이 구조는 데이터 통신의 효율성을 높이고 네트워크의 성능을 최적화하는 기본적인 설계 요소입니다.
분산 데이터베이스는 데이터가 여러 물리적 위치에 분산되어 저장되고 관리되는 시스템을 의미합니다. 이 시스템은 중앙 집중식 데이터베이스의 대안으로, 데이터의 저장과 처리를 여러 대의 컴퓨터 또는 서버에 분산하여 수행합니다. 각 노드는 독립적으로 작동하지만, 네트워크를 통해 서로 연결되어 데이터를 주고받습니다. 이러한 분산 데이터베이스는 데이터의 접근성과 가용성을 향상시킬 뿐만 아니라, 특정 지역에서 데이터 처리 속도를 높일 수 있습니다. 데이터의 샤딩(Sharding)을 통해 대용량 데이터를 효율적으로 관리하는 전략이 활용되기도 합니다.
분산 처리 시스템은 여러 대의 컴퓨터가 동시에 작업을 수행할 수 있기 때문에 문제 해결 속도가 상당히 향상됩니다. 하나의 문제를 여러 처리 장치에 동시에 나누어 처리하게 되면, 전체 작업을 완료하는 데 필요한 시간이 단축됩니다. 예를 들어, 대규모 분석 작업이나 복잡한 데이터 처리 작업을 수행할 때, 여러 대의 서버가 동시에 작동하여 데이터를 처리할 수 있습니다. 이로 인해 기존의 단일 서버 시스템보다 많은 양의 데이터를 빠르게 처리할 수 있습니다.
장점:
1. **확장성**: 신규 노드를 추가함으로써 시스템의 처리 능력을 쉽게 확장할 수 있습니다.
2. **고가용성**: 하나의 노드가 장애가 발생하더라도 다른 노드가 계속 기능할 수 있어 시스템의 전반적인 안정성이 높아집니다.
3. **성능 향상**: 여러 대의 컴퓨터가 동시에 작업을 수행함으로써 문제 해결 속도가 빨라집니다.
단점:
1. **복잡성**: 분산 시스템의 설계와 관리는 중앙 집중식 시스템에 비해 훨씬 복잡하고, 데이터 일관성을 유지하는 것도 어렵습니다.
2. **비용**: 여러 서버와 네트워크 인프라가 필요하므로 초기 설치 및 유지 관리 비용이 더 높을 수 있습니다.
3. **보안 문제**: 데이터가 여러 장소에 분산됨에 따라 보안 관리가 복잡해질 수 있습니다.
성능은 네트워크가 데이터를 얼마나 효율적으로 전송할 수 있는지를 나타내는 지표로, 일반적으로 데이터 전송률, 응답 시간, 대역폭 등과 관련이 있습니다. 성능 평가는 다양한 요소에 따라 달라지며, 사용자 수, 전송 매체의 유형, 네트워크의 하드웨어 및 소프트웨어 구성 등이 영향을 미칩니다. 높은 성능을 가진 네트워크는 사용자에게 빠르고 원활한 서비스를 제공할 수 있습니다.
신뢰도는 네트워크의 안정성과 관련된 요소로, 고장 빈도 및 고장 후 복구에 소요되는 시간 등을 포함합니다. 신뢰도가 높은 네트워크는 외부 요인인 재난이나 고장이 발생하더라도 빠르게 복구할 수 있어 사용자에게 일관된 서비스를 제공합니다. 따라서 신뢰도는 네트워크의 품질과 사용자 경험을 결정짓는 중요한 요소입니다.
보안은 데이터 통신에서 중요하게 고려해야 하는 요소로, 불법적인 접근을 방지하고 데이터가 손실되거나 변형되지 않도록 보호하는 역할을 합니다. 사용자 아이디와 패스워드, 암호 기술, 바이러스 방지 솔루션 등이 보안 체계의 일환으로 작용하며, 효과적인 보안 시스템이 구축되어야 사용자 데이터의 안전성을 보장할 수 있습니다.
구문은 데이터 전송에서 사용하는 데이터의 형식, 부호화 방식, 신호 레벨 등을 정의합니다. 각 프로토콜은 데이터의 구조와 순서에 대한 명확한 규정을 가지고 있어야 하며, 이를 통해 송신자와 수신자가 동일한 이해를 가지고 통신할 수 있도록 합니다.
의미는 전송되는 데이터 패턴에 대한 해석을 포함하며, 이 해석에 따라 전송 제어 및 오류 수정에 관한 정보를 규정합니다. 데이터가 전달될 때 수신 측에서 이를 올바르게 인식하고 처리할 수 있도록 돕는 중요한 요소입니다.
타이밍은 두 개체 간의 통신 속도를 조정하는데 필요한 요소로, 메시지의 전송 시간 및 전송 순서를 결정합니다. 타이밍 제어는 데이터 전송의 효율성을 높이기 위해 필수적이며, 적절한 타이밍 제어가 이루어져야 데이터 전송의 일관성이 유지됩니다.
단편화는 데이터가 전송되는 과정에서 큰 메시지를 하위 계층에서 작은 블록으로 나누는 기능입니다. 이 과정에서 각 메시지는 패킷, 프레임 등의 형태로 전송됩니다. 재결합은 수신측에서 단편화된 데이터를 다시 원래의 메시지 형태로 합치는 기능으로, 데이터의 정확한 전달을 보장하는 데 필수적입니다.
연결 제어는 데이터 송수신을 위해 논리적인 연결을 설정하고 해제하는 기능을 포함합니다. 비연결형 데이터 전송에서는 논리적인 연결 없이 데이터를 송신하고, 연결형 데이터 전송에서는 연결을 맺은 후 데이터를 전송합니다. 이렇게 함으로써 통신의 안전성과 효율성을 높일 수 있습니다.
흐름 제어는 송신 측 개체와 수신 측 개체 간의 데이터 양이나 속도를 조절하여 정보 유실을 방지하는 기능입니다. 이 기능은 정지-대기 방식이나 슬라이딩 윈도우 기법 등으로 구현될 수 있으며, 데이터 전송의 일관성과 안정성을 보장합니다.
계층적 독립성은 한 계층의 내부적인 변화가 다른 계층의 변화에 영향을 주지 않는 특성을 의미한다. 이는 프로토콜의 설계와 구현에서 매우 중요한 개념으로, 각 계층이 자신의 기능에 집중할 수 있도록 하여 시스템 전반의 효율성을 높인다. 이러한 독립성 덕분에 특정 계층에서 새로운 기술이나 개선이 이루어지더라도, 다른 계층에 영향을 주지 않고 독립적으로 적용할 수 있다.
상위 계층은 사용자가 통신을 쉽게 이용할 수 있도록 도와주는 역할을 한다. 예를 들어, 응용 계층은 특정 애플리케이션의 요구를 충족시키기 위해 다양한 기능을 제공한다. 반면, 하위 계층은 실제 통신에서의 효율적이고 정확한 전송을 담당하며, 네트워크 전송 및 연결 등의 기본적인 통신 서비스를 제공한다. 이러한 구조는 상위 계층이 하위 계층의 변화에 대해 덜 의존하게 만들어, 유연한 시스템 설계를 가능하게 한다.
서비스 이동은 각 계층 간의 상호작용을 통해 이루어지는 데이터의 흐름을 설명한다. 특정 계층에서 제공하는 서비스는 하위 계층에 의해 구현되며, 이러한 서비스는 상위 계층에서 필요로 하는 다양한 적용에 맞춰 조정된다. 서비스를 이동함으로써, 사용자에게 전달되는 데이터의 처리 성능과 효율성을 극대화할 수 있으며, 이는 전체 네트워크의 성능 향상으로 이어진다.
SNA(System Network Architecture)는 IBM사가 개발하여 발표한 컴퓨터 통신망 구조와 체계로서, 7계층으로 구성된다. SNA는 데이터 전송, 교환, 관리 및 프로세스 구성의 효율성을 높이기 위해 설계됐으며, 복잡한 분산 시스템에서 사용되는 다양한 통신 기능을 지원한다.
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)는 미국 국방부에서 개발한 프로토콜로, 인터넷에서 널리 사용되고 있다. TCP와 IP를 조합하여 4계층으로 구성되어 있으며, RFC(Request For Comments) 형태로 공개되어 다양한 플랫폼과 시스템 간의 상호 운용성을 지원한다. 이 프로토콜은 데이터 전송의 신뢰성을 보장하고, 패킷 스위칭을 통해 네트워크의 효율성을 극대화한다.
OSI(Open System Interconnection)는 국제 표준화 기구(ISO)에서 제정한 국제적 표준화 망 구조로, 7계층의 기본 참조 모델을 재정비한 것이다. OSI 모델은 서로 다른 기종 간의 상호 접속을 가능하게 하는 표준을 제공하며, 각 계층에서 이루어지는 기능을 명확히 정의한다. 이를 통해 다양한 데이터 통신 기술과 프로토콜의 호환성을 높이는 역할을 한다.