[CISA 이론 정리 - 4장] 03 정보 시스템 네트워크

1. 기본 개념

통신 네트워크(Communication network)

• 통신 주체들이 메시지 송수신에 이용하는 요소들의 집합체

• 통신망 또는 망이라고도 하며 음성/화상/데이터 통신에 이용된다.

• 통신망의 구성 요소 = 단말기 + 회선 + 노드

상위망과 하위망

• 상위망(Supernetwork): 여러 망을 연결해 만든 큰 단위의 망

• 하위망(Subnetwork): 하나의 망을 구성하는 작은 단위의 망

※ 세그먼트(Segment): 특정 망을 논리/물리적으로 분리한 단위

※ 인터네트워킹: 두 개 이상의 통신망을 서로 연결하는 과정

※ 인터넷: 전세계의 무수한 컴퓨터 및 망을 연결한최상위망

메시지와 신호

• 메시지: 전송 대상 정보 또는 해당 정보를 담고 있는 신호

• 신호(Signal): 메시지를 담고 있는 소리, 전류, 전파, 빛 등을 통칭한다.

※ 데이터, 정보, 메시지, 신호는 통신과 관련해 자주 혼용된다.

※ 변조(Modulation): 반송파를 변형하여 메시지를 싣는 과정

※ 복조(Demodulation): 수신 신호에서 메시지를 분리하는 과정

※ 관련 용어: AM(진폭변조), FM(주파수변조), PM(위상변조)

통신 단말기(Communication terminal)

• 메시지를 송수신할 때 사용하는 장치로서 단말기라고도 한다.

• 메시지가 통신망에 진입 및 진출하는 출입구 역할을 한다.

• 통신 단말기를 사용하는 통신 주체를 단말기 사용자라고 한다.

통신 노드(Communication node)

• 메시지가 망에 진입, 진출, 저장, 처리, 경유하는 모든 지점

• 메시지의 입출력/송수신/중개, 품질/보안 관리 등을 수행한다.

• 예) 호스트(통신망에 연결된 컴퓨터), 국(station, 데이터 송수신/처리를 하는 장비/장소), 인터페이스(노드와 노드 간 연결 지점)

통신 회선(Communication line)

• 노드와 노드 사이를 연결하는 매개체

• 통신 링크(link), 통신 선로, 링크, 선로라고도 한다.

※ 경로(Route): 메시지가 실제 거쳐간 노드와 회선들의 연결선

2. 통신 노드의 연결

(1) 점대점 연결과 교환 연결

직접 연결(Direct connection)

• 두 단말기 사이를 하나의 회선 또는 독점 회선으로 연결한다.

• 장점) 상대적으로 통신의 품질/안정성/보안이 높다.

• 단점) 망 규모가 커지면 복잡성, 구축/관리 비용이 급격히 증가

교환 연결(Switched connection)

• 통신망 내 공유 지점들을 조합하여 두 단말기 사이를 연결한다.

• 장점) 망 규모가 커져도 복잡성, 구축/관리 비용이 서서히 증가

• 단점) 상대적으로 통신의 품질/안정성/보안이 낮다.

(2) 유선 연결과 무선 연결

유선 연결(Wired connection)

• 물리적 매체를 이용해 통신 구간을 연결한다.

• 장점) 상대적으로 통신 품질/안정성이 높고 도청 위험이 낮다.

• 단점) 지상/지중/해저를 통과하는 물리적 매체기 필요하다.

무선 연결(Wireless connection)

• 대기 및 우주 공간으로 전파를 방출하여 통신 구간을 연결한다.

• 장점) 지상/지중/해저를 통과하는 물리적 매체가 필요 없다.

• 단점) 상대적으로 통신 품질/안정성이 낮고 도청 위험이 높다.

(3) 전파와 대역

전파(Radio wave)

• 주파수가 3kHz ~ 300MHz인 전자기파(electromagnetic wave)

• 진공에서 빛의 속도로 전달되며, 주파수와 파장은 반비례한다.

※ 반송파(Carrier Wave): 신호를 싣기 위해 변조되는 전파

※ 관련 용어: 주파수, 파장, 진폭, 위상, 대역, 반송파, 극초단파

대역(Band)

• 반송파로 사용할 주파수의 범위로서 주파수 대역이라고도 한다.

• 예) 국내 이동 통신 대역은 약 800MHz ~ 3.0GHz 사이

대역폭(Bandwidth)

• 반송파의 최고 주파수와 최저 주파수 간의 차이

• 예) 2,620MHz ~ 2,640MHz 주파수 대역의 대역폭은 20MHz

3. 신호 전송 매체 및 방법

(1) 유선 전송

꼬임 쌍선(Twisted pair)

• 음성 및 데이터 전송 지원하며 단거리 통신에 적합하다.

• 장점) 비용이 싸고 설치하기 쉽다.

• 단점) 다른 유선 매체에 비해 도청, 혼선, 간섭, 잡음이 발생한다.

동축 케이블(Coaxial cable)

• 내부도체-절연체-외부도체-피복을 동심원으로 구성한 케이블

• 장점) 음성, 데이터, 영상 전송을 지원하며 설치하기 쉽다.

• 단점) 거리에 민감하며 변경 및 다양한 LAN 지원이 어렵다.

광섬유(Fiber optics)

• 유리 소재로 제작되어 신호를 빛으로 변환해 전달하는 매체이다.

• 장점) 전송 품질과 통신 보안이 우수하며 장거리 통신에 적합하다.

• 단점) 성능 대비 비용은 저렴하지만 절대적 비용이 매우 비싸다.

(2) 무선 전송

라디오 시스템(Radio system)

• 반송파를 주로 AM 또는 FM 방식으로 변조하여 통신한다.

• 장점) 기술이 안정화되어 있고 비용이 저렴하다.

• 단점) 다른 무선 전송 방법에 비해 전송 거리가 짧다.

※ 전파의 파장(주파수): 1m(300MHz) ~ 100,000km(300kHz)

극초단파 라디오 시스템(Microwave Radio system)

• 전파보다 파장이 짧지만 전송 거리가 긴 극초단파를 이용한다.

• 장점) 전송 거리와 용량이 크며 설치하기 쉽고 비용이 낮다.

• 단점) 지형 및 장애물에 따른 반사, 굴절, 간섭 현상이 심하다.

※ 극초단파의 파장(주파수): 1mm(300GHz) ~ 1m(300MHz)

위성 라디오링크 시스템(Satellite Radiolink system)

• 위성의 중계를 받아 더 먼 곳까지 신호를 전송한다.

• 장점) 높은 대역폭과 다양한 주파수를 지원한다.

• 단점) 기상 상황에 따라 통신 품질이 저하될 수 있다.

※ 트랜스폰더(Transponder): 위성에 탑재된 송수신 장치

4. 네트워크 관리

(1) 무선 기기 및 네트워크의 위험

① 무선 통신은 민감한 정보의 도청 및 가로채기의 위험이 증가한다.

② 또한, 장비 자체의 분실/도난/오용이 발생할 가능성이 커진다.

③ 보행 중이나 운전 중에 사용할 경우 주의 산만으로 인한 사고가 발생할 수 있다.

④ 파일 보안 기능이 취약하고 제공하는 암호화 강도가 약할 수 있다.

※ 무선 기기의 암호화는 WEP보다는 WPA2를 사용하는 것이 더 안전하다.

⑤ 사용자 인증 및 권한 부여가 여전히 취약하다.

(2) ISO의 5가지 네트워크 관리 기능

① 결함 관리(Fault management)

② 구성 관리(Configuration management)

③ 자원 회계(Accounting resources)

④ 성과 관리(Performance management)

⑤ 보안 관리(Security management)

(3) 네트워크 감시 도구

• 응답 시간 보고서 - 응답시간을 검토하면 잠재적인 문제를 식별할 수 있다.

• 중단 시간 보고서 - 정전, 통신량 과부하, 운영자 오류 등에 인한 중단을 보여 준다.

• 온라인 모니터 - 통신 전송을 측정하고 전송이 정확하고 완전한지 판단한다.

• 프로토콜 분석기 - 분석장치가 설치된 링크 내의 모든 패킷 이동을 감시/기록한다.

• SNMP 기반 네트워크 관리 도구 - 네트워크 전체의 다양한 변수들을 감시한다.

• 헬프 데스크 보고서 - 사용자들이 제기한 문제들과 조치 상태를 보여 준다.