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네트워크 기초 7장 (VoIP 기초 지식)

Network

by choiDev 2019. 1. 1. 19:55

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MAC Address (Media Access Control Address) = 매체접근제어 주소

L2계층에서 사용, 모든 네트워크기기에 존재, 48비트 구성

MAC Address Table (Mac 주소 테이블)

Switch가 가지고 있는 MAC 주소 테이블, Port번호와 MAC 주소가 저장됨

MAC Address Table 학습 구조

1. 출발지 MAC 주소가 있는지 확인 후 없으면 등록

2. 목적지 MAC 주소가 있다면 해당 포트에만 프레임 전송

3. 목적지 MAC 주소가 없다면 모든 포트 프레임 전송

4. Network 관리자가 수동으로도 등록 가능

Repeater HUB (리피터 허브)

Repeater는 반복을 의미, 신호는 전송거리가 멀수록 감쇠하는 성질이 있는데 감쇠한

전송신호를 새롭게 재생하는 신호증폭용 장비다

장비 자체가 Collision Domain(Segment)이다.

Bridge (브릿지)

OSI 2계층에 속한 장비, 2개의 LAN을 이어주는 통신연결망 장치

리피터와 같이 데이터를 재생성

Switch (스위치)

L2~L7까지 스위치가 있으며 Collision Domain을 나누는 역할을 한다.

2개 이상의 LAN을 연결해주는 역할을 한다.

장비의 포트 하나가 Collision Domain(Segment)이다.

L2 Switch (L2 스위치)

Open System Interconnection 2계층에 속하는 장비로서 LAN끼리 연결한다.

MAC Address를 이용해 통신한다.

Collision Domain = 콜리전 도메인

데이터 충돌 범위, Ethernet Segment 범위이기도 하다,

L3 Switch (L3 스위치)

Layer3에 위치한 장비 L3 Switch = Router + Switch라고 생각하면 된다.

VLAN간 통신이 가능, IP패킷 전송을 전용 칩 (ASIC) 하드웨어로 처리(routing)

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection)

반송파 감지 다중접속 / 충돌탐지

Link aggregation (링크 어그리게이션 = 연결 집합체)

여러 회선을 묶어 하나의 링크(대역)로 만드는 방법, 이중화 시 여러 회선의 대역을 낭비 없이 사용가능

Stack ( 스택 )

LIFO(Last in First Out)의 구조를 가졌고 한쪽으로 삽입과, 삭제가 이루어진다.

Top, bottom으로 나눠져 있으며 삽입작업을 Push 삭제작업을 Pop라고한다.

Stack 접속

여러 대의 스위치를 논리적으로 한 대의 장치로서 인식하는 기능

이중화되어 있는 어떤 스위치든지 활성화된 스위치로 운용할 수 있고 Configuration 또한

자동으로 동기화 된다.

STP (Spanning tree Protocol = 신장트리프로토콜, 스패닝트리프로토콜)

이중화 구성에서는 오직 하나의 경로만 작동하고 장애 시 Back up 경로를 백업 회선으로 쓴다.

경로가 장애 시 망을 재구성 후 다른 경로를 대체해 망을 멈추지 않게 한다.

STA (Spanning tree Algorithm) = 신장트리알고리즘, 스패닝트리알고리즘

스위치와 LAN으로 구성된 통신망 에서 통신망에서 루프를 형성하지 않으면서 연결을

설정하는 알고리즘

Looping (루핑)

같은 세그먼트 선 상에 위치한 브릿지나 스위치가 2개이상 있을 경우 발생

특정 호스트가 스위치에게 브로드캐스트 패킷을 전달하는데 그 패킷을 스위치가 Flooding을 실행하고 이때, 스위치들간 Flooding된 프레임들이 서로 계속 주고받는 상황이 되어 오류가 끼치는 것을 말한다.

ITU-T (international Telecommunication Union – Telecommunication)

국제 전기통신연합

PON과 관련 되서 IEEE 표준을 발표하고 있는 단체다

IEEE802 ( Institute of Electrical and Electronics Engineers )=국제전기전자기술자 협회

1. LAN(근거리 통신망)의 표준화를 추진하는 IEEE 컴퓨터 학회 산하의 기술 위원회

2. IEEE802 위원회에서 개발한 일련의 LAN 표준

ASIC(application Specific Integrated circuit = 주문형 반도체)

반도체 업계가 사용자에 요구에 맞춰서 제작해주는 집적회로

VLAN(Virtual Local Area Network = 가상 근거리 통신망)

하나의 물리적 네트워크를 복수의 가상네트워크로 분할하는 기술

브로드캐스트 도메인 분할 가능, 유연히 네트워크를 변경가능

Dynamic VLAN (동적 VLAN)

벤더 독자적 기술, 포트에 접속한 PC정보를 확인 후 포트가 속한 VLAN을 동적으로 변경하는 기능,

Broadcast Domain (브로드캐스트(통보) 허용 영역)

Broadcast Frame 전달이 허용되는 영역, 라우터를 통과하지 않고 직접 통신 가능범위

Trunk Link (트렁크 링크 = 스위치간 접속 전용 링크)

1개의 케이블에 여러 VLAN프레임을 통과시키는 기능

스위치 맨 끝 Port를 사용

Tag (태그 = 식별자)

Trunk Link에서 넘어온 VLAN프레임을 구별하여, 어떤 VLAN에서 보내졌는지 구분하는 것

VLAN통신시 스위치를 통과하면 Tag가 붙고 스위치를 빠져나갈시 Tag가 떨어진다.

태그기법은 2가지 ISL(Inter-Switch Link)와 IEEE802.1Q 가있다.

ISL (Inter-Switch Link = VLAN 태그)

CISCO고유 프로토콜, Switch간의 VLAN통신시 붙는 태그의 규약

IEEE802.1Q (Institute Electrical Electronics Engineers 1Q = 국제전기전자기술자)

국제전기전자기술자 에서 정한 VLAN사용시 붙는 태그의 규약

BPDU(Bridge Protocol Data Unit = 브릿지 프로토콜 데이터 단위)

(MACA, 우선순위, 비용)등 스위치 포트의 속성을 기술한 것

Spanning tree에 있는 브릿지 들에게 상호 간 정보를 전달을 실현

스위치 간 통신은 BPDU 제어 정보를 주고 받아 네트워크가 정상동작을 확인한다.

장애 검출 시 Spanning tree를 재형성, 새로운 통신 경로 확립

Duplexing (양방향 전송)

Load Balancer (로드밸런서)

Layer4~7에 위치해있는 장비

-부하분산기능 : 여러 대의 서버를 대표하는 가상적 서버가 되어 사용자로부터의

엑세스 에 대해 적절한 서버로 요청을 분배한다.

-상태확인기능 : 장애 서버 발견 시 서버에서 액세스하지 못하도록 전송을 중지,

장애영향을 경감하는 기능

-세션유지기능 : 서버에 저장되는 사용자의 임시정보

Traffic ( 트래픽)

특정 통신장치나, 전송로 상에서 일정시간 동안 흐르는 데이터의 양, 전송량을 말한다.


Network 7장 정리

7-1 VoIP의 기초 지식

- 아날로그 전화에서 IP전화로

 가정과 기업에서 사용

 VoIP (Voice over Internet Protocol)를 이용한다.

- IP전화는 VoIP 기술을 이용한 전화 서비스 및 IP 기능을 가진 전화기를 뜻한다

 음성신호->디지털 신호, 디지털 신호 -> 음성신호

 IP 패킷화 되어 전송된다는 것은 OSI 3Layer 데이터로 상대에게 전송된다는 뜻이다.

- IP 전화를 이용하는 방법

 인터넷망을 사용 (인터넷을 사용한 소프트 폰)

 ISP에 가입된 사용자가 쓰는기술

 음성이 통과하는 사내 인트라넷망을 구축 (음성서버를 두고 구축)

 VoIP 서버를 구축하여 운용

 비즈니스상 음성 품질 확보가 필요한 기업용에 적합하다.

 패킷 손실을 최소화할 수 있다.

 통신 사업자가 제공하는 서비스를 이용(KT, SK등)

 사내 VoIP와 크게 다른 점은 음성 교환기나 VoIP서버를 구축하지 않는다는 점이다.

7-2 IP 전화의 구성요소

- IP-PBX(Internet Protocol - Private Brunch Exchange) 인터넷 프로토콜 - 개인 지사 교환망

 가상 사설 교환기, 데이터 네트워크를 통해 음성과, 영상을 전달하도록 설계된 비즈니스 시스템

 기업용 서비스에 특화된 장비

 호 처리, 가입자 수용, 음성사서함 등의 기능 제공

 호 처리(가입자의 비응답 상태(on-hook) 또는 응답 상태(off-hook), 다이얼 등의 요구에 따라 트렁크의 선택, 통화로의 선택, 접속, 절단, 해제 등 교환기로서의 기능을 만족하는 제어를 하는 프로그램의 총칭)

- RTP (Real-Time Protocol)

 실시간성을 가진 데이터를 네트워크로 전송하기 적합

 End to End 방식의 네트워크 전송 기능을 제공

 트랜스포트 계층의 Protocol중 UDP를 사용

 품질을 보증하지 않음

 전송 품질 보완을 위해 제어용으로 RTCP(RTP Control Protocol)를 사용

- RTCP (RTP Control Protocol)

 인터넷을 통한 영상이나 음성의 스트리밍용 프로토콜인

RTP(real-time transport protocol)를 제어하기 위한 프로토콜

 전송 지연 등을 점검해서 RTP를 이용하는 응용 프로그램에 이러한 정보를 알리는 기능을 실현한다

- End To End

 망의 종단에서 중간 노드를 거쳐 수단까지 전체의 신호로를 형성하여 필요한 접속 정보를 송-수 양단에서 직접 교환하는 방식, 이 노드에 필요한 정보를 전하고, 전해진 노드는 이에 이해 그 다음 노드를 결정하고 이것에 전달하는, 이렇게 하여 수단에 이르는 신호법을 링크 바이 링크 방식이라 한다.

- G.711(PCM)

 PCM (Pulse Code Modulation) 펄스부호 변조

 음성을 64Kbps의 디지털 데이터로 변환하는 방법

 Analog Signal -> Digital Signal, Digital Signal -> Analog Signal로 변화과정

 섬세하게 분할하여 하나하나 1과0으로 변화시키는 과정

- ACELP (Algebraic code-excited linear prediction)

 음성 부호화 알고리즘

 음성을 8Kbps의 디지털 데이터로 변환하는 방법

Network 최종정리

- IP전화의 구성요소는 단말, IP 네트워크망, 음성서버 같이 크게 3가지로 구분

- 단말은 VoIP 게이트웨이, IP 전화기, 소프트폰

- 서버는 VoIP 서버

- VoIP 게이트웨이는 아날로그 전화기를 IP 네트워크망에 연결하기 위한 장치다.

- 소프트폰은 PC에 소프트웨어를 설치하며 IP전화기로 사용하는 것

- 단말은 음성인 아날로그 신호를 IP 패킷으로 변환, 단말 간을 연결하기 위해 신호를 제어

- IP 네트워크망에서는 절대 우선순위 제어 기능, 대역 제어 기능에 따라 음성 품질을 보증

- VoIP 서버는 단말 인증 기능과, 전화기에서 송신되는 전화번호를 IP 주소로 변환하는 주소 변환 기능을 가지고 있다.

- 사내 인트라넷에서는 음성 이외의 통신에 영향 방지를 위해

음성용과 데이터용 네트워크를 논리적으로 분리한다.

- 음성 신호가 IP 패킷화 되기까지의 흐름은 다음과 같다

 Analog Signal - > Digital Signal 후 압축

 효율 좋은 전송이 될 수 있는 길이 단위로 정리(프레임화)

 Destination 주소 등 전송에 필요한 제어 정보(헤더)를 첨가(패킷화)

- 실시간성인 데이터를 네트워크로 전송하기 위한 프로토콜로 RTP와 RTCP가 있다.

- 음성을 아날로그에서 디지털, 그반대 작업을 코덱(음성 부호화/복호화)라고 한다

대표적으로 G.711 G.729/G.729a가 있다.

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