센서를 이용하는 HW 보드 제품을 연구개발하다 보니,

이제는 LAN, WAN 포트를 통한 데이터 통신 테스트를 위해...

어렴풋이 알고있는 LAN, WAN, Ethernet에 대한 개념 정리를 하게되네요 ㅎㅎ

간단하게 얘기드리면,

LAN, WAN은 네트워크의 유형입니다.

그리고 Ethernet은 네트워크에 사용되는 프로토콜 즉, 규약의 한 종류입니다.

LAN (Local Area Network)

- 통신 주체인 자신이 포함된 동일 네트워크를 의미하며 비교적 작은 범위로 구성된다. (사용자가 포함된 지역 네트워크)

- 연결 방법 : LAN장비를 사용하여 연결 실시
- 연결 장비 : NIC(랜카드) , Switch , T/P Cable

- 스위치, 랜카드(NIC), UTP 캐이블, 무선 AP를 사용하여 구축

- Ethernet 프로토콜 사용

- 버스 토폴로지나 스타 토폴로지 방법으로 구성

- 특징 : 네트워크 구축시 비용이 증가하지만 통신 , 유지/보수 비용이 감소한다.

- 통신 Protocol : Ethernet (IEEE에서 지정한 LAN구간 표준 Protocol)

      * Ethernet : 10Mbps
      * FastEthernet : 100Mbps
      * GigabitEthernet : 1,000Mbps

- 통신 주소 : Mac-address (16진수 48bit , HH-HH-HH-HH-HH-HH)

WAN (Wide Area Network)

- 자신이 포함되지 않은 외부 네트워크구간을 의미하며 비교적 큰 범위로 구성된다. (분리된 LAN과 LAN을 연결하는 네트워크)

- 연결 방법 : WAN장비를 사용하여 연결 실시
- 연결 장비 : Router

- 특징 : 일반적으로 ISP로부터 임대회선을 사용하기때문에 네트워크 구축 비용이 감소하지만 통신 , 유지/보수 비용이 증가한다.
- 통신 Protocol : IP  (Internet Protocol : IANA에서 관리), HDLC, PPP,  최근에는 Ethernet 을 많이 사용
- 통신 주소 : IP address (10진수 32bit , A.B.C.D)

라우터는 서로 다른 네트워크를 연결하며, 로컬 환경에서 리모트 환경으로 원거리 데이터 전송을 담당한다.

이때, 라우터로 연결된 WAN 구간에서 사용하는 대표적인 프로토콜 중 점-대-점 환경에서

사용하는 HDLC 와 PPP가 있으며, 패킷 스위칭 환경에서 사용하는 Frame-Relay가 있다.

WAN 구간은 ISP로부터 고객 환경에 적합한 서비스를 임대하는 방식이므로 유지 보수 비용이

지속적으로 나온다는 특징을 갖고 있으며, 관리는 ISP 업체 관리자가 시행하는 것이 일반적이다.

하나의 LAN에서 다른 LAN으로 가려면 반드시 라우터를 거쳐야한다.

윗 그림 WAN 구간에서 사용하는 전송 프로토콜이 HDLC,PPP 등 있는것이다.

데이터링크 2계층 전송 프로토콜 간략한 설명

PPP(Point-To-Point)

점대점 프로토콜이라고 불리우는 이 프로토콜은 네트워크 분야에서 두 통신 노드 간의 직접적인 연결을 위해

일반적으로 사용되는 2계층 데이터 링크 전송 프로토콜이다.

HDLC(High-Level Data Link Control)

HDLC 프로토콜은 Cisco 전용 프로토콜이다. PPP와 마찬가지로 2계층 데이터링크 전송 프로토콜이다.

Frame-Relay

PPP와 HDLC와 마찬가지로 2계층 데이터 링크 전송 프로토콜이고

HDLC나 PPP와는 다르게 point to multi-point 가 가능하다.

즉 뭐냐.. HDLC나 PPP는 단말과 서버가 1:1 작용인 Point to Point 인데

이건 1:다수(N) 이 가능한 point to multi-point 란 뜻이다.

☆참고로 HDLC나 PPP는 WAN구간의 프로토콜이지만 2계층장비 데이터링크 전송 프로토콜이다.

꼭 잊어버리지 말고 기억해 두자!

( 3계층 프로토콜로 착각하는 분들이 많음 )

common carrier(공동망 사업자)에 의해 운영된다. (한국 같은 경우 SK, SKT, LG U+ 등)

WAN 경로 구축에는 두 가지 기술적 방안이 있다.

Circuit Switching : 주로 전화망에 사용

Packet Switching : 인터넷 및 여러 분야에서 광범위하게 사용

Circuit Switching (회선 교환 방식)

물리적 회선을 잡아서 통신하는 방식이다.

Medium : 전송 매체. 동축 케이블, 광섬유 등 물리적 매체의 종류를 가리킨다. 

도로에 비유하면 비포장 도로, 콘크리트 도로, 아스팔트 도로와 같은 종류를 가리킨다.

Link : Medium + Protocol

도로에 비율 하면 "강남대로" 라는 링크는 : Medium은 아스팔트 도로이고 대한민국 교통법규라는 프로토콜에 맞춰서 운영된다.

Channel : 한 회선을 여러명이 나눠쓸 수 있도록 시간대별이나 주파수 폭 등으로 구분

도로에 비유하면 차선에 해당한다.

Circuit : 한 호스트에서 다른 호스트로 가기 위하 전체 경로

도로에 비유하면 [대구시청 -> 북대구 IC > 무슨 고속도로 -> 무슨 IC -> 3번 국도 -> 부산 대로 -> 해운대로 -> 부산시청] 이 대구시청에서 부산시청간 Circuit이다.

Packet Switching (패킷 교환 방식)

패킷이라는 작은 조각 단위로 데이터를 나눠 각각을 각 node를 거쳐 목적지까지 전달시킨다.

Virtual Circuit방식과 Datagram방식이 있다.

Datagram : 패킷을 하나씩 발송한다. 각 노드에선 네트워크 상황에 따라 각각의 경로를 임의 결정해서 보낸다.

Virtual Circuit : Store & forward 방식으로 패킷들을 잠깐 저장 해 뒀다가 적절한 가상의 경로(Circuit)을 설정해서 한꺼번에 보낸다.

아래는 보너스로 ISP 및 국내 인터넷 망 구조에 대한 내용입니다. :)

Internet Structure

Internet Service Provider (ISP) 

 - 사용자에게 인터넷이 제공되는 가장 말단의 관문

 - 사용자에게 temporary IP를 제공

Point of Presence (POP)

 - 가입자가 ISP로 접속하기 위한 접속점

 - 접속과 인증 절차를 관장

Network Service Provider (NSP)

 - ISP에 Backbone Network를 제공

Network Access Point (NAP)

 - ISP끼리의 접속점

아래 두 그림을 비교해서 보면 이해가 갈 것이다.

Internet Structure Example

국내 인터넷 망

참조 사이트
http://blog.naver.com/izam23/90149229470
http://blog.naver.com/asd7979/30102690564
http://raisonde.tistory.com/240

Bluetooth는 주변에서 자주 접하는 무선 통신 방법 중 스마트폰, 마우스, 이어폰 등 여러 방면에서 사용 되는 근거리 무선 통신방법의 하나로, Bluetooth v4.0기준 2가지 기술로 구분하고 한다.

– Bluetooth Classic

– Bluetooth Smart (BLE)

– Bluetooth Smart Ready(Classic and Smart)

출처 : http://www.Bluetooth.com

Bluetooth Classic은 데이터 스트리밍, 대용량의 데이터 전송 서비스를 지원하며 최대 데이터 전송률과 전력소모가 높다는 특징을 갖고 있어 적은 용량의 배터리 사용 및 작은 데이터 전송을 사용 하는 분야에서 약점을 갖고 있다. 이를 보안하기 위해 등장한 기술이 Bluetooth Smart 또는 BLE라 불리는 경량화된 Bluetooth v4.0 기술이다.

출처 : http://verticalplatform.kr/archives/2010

Beacon과 BLE(Bluetooth Low Energy)

Apple과 Paypal이 최근 공개한 BLE 방식의 Beacon 방식은 아니지만 두 사업자들 보다 먼저 Beacon을 이용해 솔루션을 구축한 사업자가 있다. Local Commerce의 구세주라 불리우는 Shopkick이다. Shopkick은 저주파 Sound Beacon을 통해 자동체크인 기능을 중심으로 모바일 리워드 서비스를 제공며 약 3년간  500만 명의 가입자를 확보하는 등 성공가도를 달리고 있다. 이미 Beacon을 이용해 성공한 사업자가 있었음에도 불구하고 최근 Beacon이 주목을 받는 것일까? 그 첫번째 이유로 BLE 기술을 꼽을 수 있다. 

Bluetooth 기술은 1994년 Ericsson의 무선 개발 연구를 기반으로해 1998년 Ericsson, Nokia, Tosiba, IBM, Intel 등이 참여해 조직한 Special Interest Group에 의해 개발되었다. 2010년 6월 30일에 채택된 Blutooth4.0이 가장 최신 버전 이며, Bluetooth4.0은 기존의 버전과 다른 주요 특이점을 가지고 있는데 동전 크기만한 전지만으로 1년 이상 Device를 사용할 수 있을 정도로 저전력의 장점을 가지고 있다. 또한 2011년 말에 Bluetooth Smart와 센서를 위한 Bluetooth Smart가 BLE의 새로운 로고로 선보였다. 또한 이전 Bluetooth 버전의 경우 Slave 기기가 7대 까지만 가능했으나 Bluetooth 4.0부터는 무제한 동기화가 가능하게 되었다.

Shopkick의 Sound Beacon과 비교해 기기의 소형화, 저전력화, 그리고 벽과 같은 물리적인 환경 요인의 영향이 적은 Bluetooth 의 장점들으로 인해 Apple과 Paypal은 BLE를 선택한 것으로 판단된다. 이미 이러한 장점들로 인해 다양한 IoT 제품들이 대부분 Bluetooth를 적용하고 있다.

Beacon과 NFC (Payment & 위치측위)

Google은  NFC 기반 Wallet 서비스를 통해 Local Commerce Redemption Loop를 닫고자 했으나 이해관계자 간의 불화와 동글 보급에 대한 문제 등으로 인해 현재까지 결제 또는 전자태그를 이용한 정보를 읽는 수준의 서비스만이 제공되고 있다. 최근 Google이 Cloud 기반의 Google Wallet 서비스를 지원함에 따라 NFC의 종말을 암시하는 것이 아니냐는 목소리가 힘을 얻고 있다. 이런 상황속에 Paypal과 Beacon을 이용한 결제 서비스를 공개 함에 따라 모든 이들이 BLE Beacon에 주목하게 만들었다. Apple 역시 결제와 연계한 실내 위치 측위 기반의 플랫폼이 iBeacons를 내놓음에 따라 Beacon은 더욱 주목을 받을 수 밖게 없는 분위기다.

BLE Beacon은 NFC와 비교해 전송거리가 10~50 미터 까지 넓기 때문에 위치측위 기능을 통한 마케팅 플랫폼과 결제 서비스를 통합해 제공할 수 있는 우위를 가지고 있다. 뿐만 아니라 BLE Beacon은 NFC 보다 이해관계자가 적어 Local Commerce Redemption Loop를 닫을 수 있는 Key Man이 되지 않을 까하는 기대를 모으고 있다. (Redemption Loop에 대한 자세한 내용이 알고 싶으면 9월 28일에 올라온  "커머스 플랫폼의 성공, 'Redemption Loop'를 닫는데 달렸다."  참조)

개방성으로 인한 잠재력

Beacon으로서 Apple의 iBeacons이 Shopkick과 비교해 더 주목을 받는 이유는 3rd Party 개발자들(ex. Estimote, Roximity 등)의 참여로 다양한 풍부한 애플리케이션이 개발되고 이를 다시 스마트폰 이용자가 이용하게 되는 생태계를 구축했다는 점이다. 또한 Passbook 역시 iBeacons 생태계와 통합되어 Passbook에 저장된 티켓 또는 쿠폰 등이 iBeacons을 통해 좀더 정교한 위치 기반으로 Alert 기능을 제공할 것으로 보인다. Shopkick의 솔루션이 3rd Party 개발자를 포함해 생태계를 구축한다면 현재 단계에서 1단계 Quantum Jump를 할 수 있는 기회를 마련 할 수도 있지 않을까라는 개인적인 생각을 해본다.

현재 세상에서는 여러 무선 통신 규격이 존재합니다.
그 중 WiFi 의 동향에 대해 간략하게 소개합니다. ^^

우리 생활에 통신 기술이 발전해온 과거를 조금 되짚어 보겠습니다.. (제 인생 기준 ^^)

1990년대는 모뎀을 이용한 PC통신이 한창 유행이었습니다. (하이텔, 나우누리, 천리안 등)

2000년대 들어서면서 광케이블을 이용한 초고속 유선 인터넷을 통해 인터넷이 보급화 되기 시작했습니다.

2005년 쯤일까요 데스크탑이나 노트북에 사용되는 블루투스를 이용한 무선 마우스, 무선 키보드가 보이기 시작했고,

2007년에는 아이폰이 등장하면서 WiFi을 이용한 무선인터넷, 블루투스를 이용한 오디오 송수신이 활성화 되기 시작합니다.

2009년에 아이폰이 국내 통신사를 통해 정식으로 보급되면서 WiFi와 블루투스 라는 기술은 빠르게 확산되고 인식됩니다.
             이때, 스마트폰이라는 용어가 나돌기 시작합니다.

2010년 이후, 무선통신을 이용한 제품들이 쏟아져 나오기 시작합니다. 
          무선 스피커, 무선 헤드폰, TV 무선연결, 자동차에 접목, 가전제품 접목을 통한 홈네트워크 등
          기존에 있던 제품들에 이러한 무선통신이 탑재됩니다.

그리고 언제부턴가 유비쿼터스라는 용어가 나돌더니, 요즘은 IoT 라는 용어가 나돌기 시작합니다. ㅋㅋ
크게는 둘다 비슷한 뜻으로 어디서든 통신이 이루어지는 세상이 그려지네요.

최근 센서 관련 연구개발에 발을 들여놓게 되어서 무선통신에 다시 관심이 쏟기 시작하는 요즘입니다.

서론이 길었네요..ㅋㅋ WiFi 기술이 발전해온 로드맵은 아래와 같습니다.

최근에는 슈퍼와이파이로 불리는 802.11af의 경우,  54~790MHz사이의 VHF와 UHF에서 TV 화이트 스페이스(TVWS)에서 무선인터넷을 가능하게 하는 무선표준기술입니다.  기존무선보다 도달거리가 3배이상 높고, 투과율은 9배, 커버리지 면적은 16배에 달하는 것으로 알려져있습니다.

                                     [TTA 저널 제공]

                                    [TTA 저널 제공] 

아래는 최근 WiFi 이용 동향에 관한 기사입니다.

http://www.etnews.com/20161117000312

무선 인터넷 구축비 10분의 1로 줄인다···TVWS 내달부터 이용 가능

무선 인터넷 구축 비용을 10분의 1 이하로 줄일 수 있게 된다. 산간 오지 등 취약 지구뿐만 아니라 경제성을 이유로 설치가 어려운 지역에도 무선 ...

www.etnews.com

http://www.datanet.co.kr/news/articleView.html?idxno=107039

802.11ac 웨이브 2 확산 본격화…IoT용 무선 표준 주목 - 데이터넷

모바일 및 무선 기술의 지속적인 진화는 모바일 퍼스트 시대를 앞당기고 있다. 이에 개인의 일상을 넘어 엔터프라이즈 모빌리티, 스마트워크 구현...

www.datanet.co.kr

[출처] 슈퍼와이파이(Super WiFi) 802.11af 란?|작성자 언제리

출처 : http://unjerry.blog.me/220991647323

CDMA 1x

CDMA2000-1X 란 미국 퀄컴이 독자적으로 개발한 IMT-2000 기술표준 중 하나.
'CDMA2000-1X'는 기존 셀룰러나 PCS용 주파수를 그대로 사용하나, 초당 144Kbps 속도로 데이터를 전송할 수 있어 동영상이나 고속 무선 인터넷 서비스를 실시할 수 있다.
CDMA2000-1x는 동기식 2.5세대에 속했으나, 국제통신연합(ITU)이 144Kbps~ 2Mbps의 속도와 동영상을 제공하는 서비스를 3세대로 규정했기 때문에, 이 기준의 하한선에 해당하는 cdma2000-1x는 사실상 '3세대'에 속하게 됐다.

CDMA 1x EVDO

EV-DO는 Evolution Data Only의 약자이다.
CDMA 1x EV-DO는 동기식 IMT2000 기술로서 CDMA 1x(CDMA 2000)에서 한단계 발전하여
데이터 처리속도를 이론적으로 최대 2.4Mbps로 높인 기술로, EV(Evolution)은 1x에서
진화를 위미하고, DO(Data Only)는 음성과 데이터 신호 가운데 데이터 속도만
올렸다는 의미를 담고 있다.
3세대 이동통신(IMT-2000) 공식기술표준 중 하나

WCDMA

WCDMA폰은 별거아니고 WCDMA라는 통신방식을 따른 휴대폰인데요.
Wide-CDMA라는건 유럽쪽에서 만든 통신방식입니다.IMT-2000이라는 차세대 이동통신 규격은 WCDMA와 CDMA2000이라는 두가지 방식이 있는데 유럽쪽에서 만든게 WCDMA 미국,캐나다쪽은 CDMA-2000인데요 CDMA-2000은 기존의 CDMA와 같이 동기식이고 기존CDMA통신망을 활용할수있으며 WCDMA는 비동기식이라서 기지국이나 통신망을 새로세워야 하지만 CDMA-2000보다 월등한 성능을 자랑합니다.
대한민국은 휴대폰수출강국이라서 늘 자국이 실험무대가 되어야하므로(?)두가지 방식을 다 서비스하는 유일한 국가입니다.현재까진요 -_-;;;;
당연히 새로나오는 WCDMA폰이 기존의 CDMA-2000방식 휴대폰보다 초당데이터통신량이 몇배빠릅니다.동영상보기에 더 좋겟죠?+_+

혹시나 모르니 부가설명!(쉽게...)
동기식은 순차적으로 신호를 보내는 방식이고 비동기식은 그때그때 필요할때 보내는 방식인데 대체로 어떤통신방식이던 비동기식이 기술적으로 어렵지만 성능이 더 좋습니다.

MSM?000, MSM?100 계열 : CDMA 1x 방식

MSM?500 계열 : CDMA 1x EVDO 방식

MSM?200 계열 : WCDMA 방식

○ Cdma2000 1x EVDO는 Evolution Data Only의 약칭인 동기식 데이터 이동통신 방식으로 데이터 전송속도가 -최고 2.4Mbps로 데이터 전송에 한해 고속전송이 가능해 “DO"라는 이름이 붙여졌으며 HDR(High Data Rate)이라고도 함

○ CDMA기술을 이용하여 퀄컴이 개발한 패킷 무선 데이터 전송 신기술로서 IS95A,B를 모두 수용하는 메가급 고속데이터 전송이 가능한 순방향으로 최대 2.4Mbps이며 역방향은 307.2Kbps의 전송속도를 지님

○ HDR은 기존 IS95망에서 Data Core Network을 통한 Data 전용 인터넷을 연결하는 것으로 3세대망에서도 Data 전송속도를 기존속도와 똑같이 지원할 수 있음

2. 데이터 채널 링크

가. 순방향 데이터 채널링크

○ HDR의 순방향 데이터 채널링크는 Pilot 채널, MAC채널, Control 채널, Traffic 채널로 구성됨

○ HDR은 패킷회선방식으로 Pilot 신호를 감지하고 있다가 전송이 필요할때만 회선을 포착하여 전송하고 송수신이 없을때에는 회선을 포착하지 않음

○ 순방향 트랙픽 채널은 38.4kbps ～ 2,476Mbps 사이의 가변 데이터 전송율을 제공하며, 1FA당 한 순간에는 하나의 사용자 데이터만 전송이 가능하며, 여러 사용자에게 데이터를 시간상으로 스케쥴링하여 전송

나. 역방향 데이터 채널링크

○ HDR의 역방향 데이터 태널링크는 순방향 링크보다 매우 복잡한 구조로 Access 채널, Traffic 채널,
-- ACKnowledge 채널로 구성됨

○ 역방향

3. 네트워크 구조

○ HDR은 고속패킷 전송만을 위해 최적화된 시스템으로 IS95 시스템과 동일한 주파수대역인 1.25㎒를 사용함

○ IS95의 BSC나 MSC 같은 네트워크 변형없이 단지 AP(Access Point)를 기지국에 추가함으로 구현이 가능함

○ AP는 iS95의 기지국 기능을 수행하는 장비로 내부에 IS-95의 BSC와 MSC기능을 포함함

○ 추가장비는 단지 인터넷 연결을 위한 라우터 장비와 요금과금, 사용자 인증, 사업자의 데이터 서비스를 위한 추가적인 네트워크 장비임

4. Cdma 2000 1x와 비교

• 3세대형 이동통신/ 1.25㎒ 협대역(주파수)에서 최대 2.4Mbps급 데이터 전송속도를 구현
• ‘휴대형 비대칭디지털까입자회선(ADSL)’.
  • 이 기술은 현존하는 이동통신 서비스 중 처음으로 수Mbps급 데이터 전송속도를 구현, 세계 통신업
    계의 이목 집중
  • 이에 따라 ADSL이 유선 인터넷 대중화의 기폭제가 됐듯이 EVDO에 대한 기대 상승
• 지난 2월 우리나라에서 처음 서비스를 도입.
  
• 지난 99년 미국 퀄컴이 시험통화에 성공하고 2002년 2월 SK텔레콤이 대중서비스의 전기를 마련
• 고속 패킷 전송에 적합하도록 시스템을 최적화, 문자·영상·음악 등의 데이터를 최대 2.45Mbps급 속도로 전송
  • cdma2000 1x보다 20배 정도 빠른 이동통신을 구현.
    
• 호환성양호 -코드분할다중접속(CDMA)방식 이동통신망에서 음성통화용 핵심망을 거치지 않고 별도의 인터넷망으로 데이터를 보낼 수 있기 때문
  • 동기(북미)식 기술이어서 IS95A/B, cdma2000 1x 통신망과 데이터를 호환, 기존 이동통신 시스템을 업그레이드하기에 적합한 것도 장점
  • 망 포설작업이 마무리단계에 이른 cdma2000 1x 시스템(네트워크)를 그대로 사용할 수 있는 것. 따라서 초기 설비투자비용을 최소화
• 동기식 이동통신 국제표준화기구(3GPP2) 2000년 10월 cdma2000 1x EVDO를 공식 기술표준으로 채택
  • 궁극적으로 3세대 이동통신시대가 열린 셈
• 데이터 전송속도가 2Mbps 이상으로 빨라짐에 따라 휴대폰으로 멀티미디어서비스, 영상회의, 초고속 인터넷을 즐길 수 있을 전망
• 지난 96년 이후로 전성기를 구가한 2세대 코드분할다중접속(CDMA)방식 이동통신(IS95A·B)은 최대 64Kbps 속도로 데이터를 전송한다. 주로 단문메시지서비스(SMS), 개인정보관리(PIMs), PCMCIA타입 모뎀을 사용해 저속 인터넷에 접속할 수 있다. 그러나 64Kbps급 데이터 전송속도로는 무선 인터넷을 구현하는 데 한계가 있다.
• CDMA에 이어 3세대 이동통신의 첫 단추를 꿴 것이 cdma2000 1x
  • 회선 데이터 전송방식을 이용했던 CDMA와 달리 패킷 데이터 전송방식을 채택, 전송속도가 144Kbps급으로 올라선 것
  • 이로써 휴대폰 안으로 컬러 콘텐츠, 플러그인게임, m커머스를 불러들였다.
• 미국 퀄컴은 올해부터 cdma2000 1x와 cdma2000 1x EVDO를 동시에 지원하는 모바일스테이션모뎀(MSM) 5500칩을 공급
• 이 칩을 통해 데이터는 cdma2000 1x EVDO 네트워크로, 음성은 cdma2000 1x 네트워크로 송수신하는 것.
• 더불어 MSM 5500칩이 광역측위시스템(GPS)과 블루투스 기능을 지원함으로써 휴대폰을 만능기기로 탈바꿈시킬 태세