정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 38. LAN의 분류

38.  LAN의 분류

 

LAN을 구성하는 각 장치는 특정 LAN 고유의 물리계층과 데이터링크 계층의 프로
토콜을 사용해야 하며, 상호 통신하는 모든 장치 간에는 동일한 상위 계층 통신 프로
토콜을 사용해야 한다. 단일 LAN은 지리적(거리적)으로 한정되지만 분산된 복수의
LAN을 연결하여 대규모 망을 형성할 수 있다. 동일하거나 유사한 종류의 LAN은 브
리지를 사용하여 연결할 수 있고, 다른 종류의 LAN은 게이트웨이를 사용하여 연결할
수 있다. LAN에 연결된 장치는 노드(node)라고 부르며, 노드들을 연결하는 케이블로
는 꼬임쌍선(UTP 또는 STP), 동축케이블, 광섬유케이블의 3종류가 있다. 그러나 케
이블링의 단점과 이동성의 필요성으로 무선 링크로 연결된 무선 LAN도 있다.
LAN의 기본적인 망 구성 형태로는 주로 버스형, 링형, 스타형(성형) 등 3종류 토폴
로지가 사용되고 있다. 2개 이상의 노드가 동시에 송신을 시도하는 경우에 충돌을 방
지하고 트래픽을 조절하기 위한 매체접근제어(MAC) 방법에는, 충돌탐지 기능을 가진
반송파 탐지방식으로 CSMA/CD와 토큰을 이용하는 토큰 버스(token bus) 방식과 토
큰 링(token ring) 방식 등이 있다. 또한 컴퓨터에서 나오는 디지털 신호를 그대로 전
송하는 베이스밴드(baseband) 전송방식과 아날로그 신호로 변조하여 전송하는 광대
역(broadband) 전송방식이 있다.

가. 전송매체에 의한 분류
꼬임쌍선 LAN은  UTP 또는 STP 케이블을 사용하여 LAN을
구성하는 형태이며, 현재 가장 많이 사용하고 있다.

UTP 케이블

동축케이블 LAN은 Thin 케이블과 Thick 케이블을 사용하여 LAN을 구성하는 형
태가 예전에 많이 사용되었으나, 점차 줄어들고 있는 추세이다. 동축케이블로 구성된 LAN에서는 T형 커넥터를 통해 연결하고, 동축케이블의 양쪽 끝에는 종단기를 사용한
다. 광섬유케이블 LAN은 광섬유케이블을 사용하고 있으며, 전송매체의 비용이 상당
히 고가이지만, 주로 고속 전송이 요구되는 백본에 많이 사용하고 있다.
무선 LAN은 자유공간을 통해 전송링크가 구성되는 형태로서, 관련 장비가 상당히
고가이지만, 노드의 수에 민감하지 않으므로 확장에 용이하다. 앞으로는 무선 LAN이
보편화될 전망이다. <표 4-1>은 LAN 전송매체의 특성을 비교한 것이다.

표 4-1 LAN 전송매체의 특성 비교

구 분	동축케이블 (Thick)	동축케이블 (Thin)	UTP	STP	광섬유케이블	무선
상대적인 비용	20	6	1	4	12	높다
설치용이성	어럽다	중간	쉽다	중간	높은편	빠르다
주 용도	10base5	10base2	802.3/5	802.5	802.3/FDDI	802.11
최대처리속도	10Mbps	10Mbps	10~100Mbps	100Mbps	1Gbps	54Mbps
케이블실행거리	500m	185m	100~300m	100~600m	~100㎞	50m, 100m
잡음 제거율	좋다	좋다	나쁘다	좋다	최적	다양
복사율	좋다	좋다	나쁘다	좋다	최적	다양
환경	내부	내부	내부	내부	내부/외부	내부
관리성	적당	나쁘다	좋다	좋다	좋다	중간
시장반응	낮음	낮음	높다	하향	높다	높다

나. 전송방식에 의한 분류
전송방식에 따라 베이스밴드 LAN과 광대역 LAN으로 구분된다. 베이스밴드 LAN
은 컴퓨터에서 나오는 디지털 신호를 복잡한 주파수 변경을 행하지 않고, 전송매체에
그대로 실어 전송하는 방식이며, 단거리 전송에 사용된다. 단일 송수신 주파수를 사용
하여 네트워크에 접속되어 있는 모든 단말들이 모든 전송에 참여하는 특성을 가진 네
트워크 기술의 한 방식으로서, 주로 하나의 케이블에 하나의 채널만 사용하기 때문에
시분할 다중화방식(TDM)을 사용하여 다중통신을 수행할 수 있다.
베이스밴드 LAN은 비교적 고속의 양방향 데이터 전송이 가능하고, 네트워크 구성
에 소요되는 비용이 저렴한 장점이 있지만, 신호 감쇠 현상이 심하여 거리에 민감하고
음성이나 화상 등의 아날로그 신호전송에 어려움이 있다는 단점이 있다. UTP, STP
및 동축케이블을 사용할 수 있고, 10Base 2, 10Base 5, 10Base T, 100Base T 등이
해당된다.

 

광대역 LAN은 컴퓨터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변조하여 보내는 방식으로
서, 단방향 전송을 기본으로 하고, 주파수분할다중화방식(FDM)을 이용하여 여러 개
의 채널로 나누어 전송하며, 동시에 음성과 데이터 및 비디오 등을 보내는 것이 가능
하다. 50~600Mbps 대역폭을 제공하며, 전송 거리가 수십 Km까지 가능한 장점이 있
으나, 설치 및 관리가 복잡하며 설치 가격이 높은 단점이 있다. 주로 동축케이블이나
광섬유케이블을 사용하며, CATV(Cable TV)가 대표적인 예이다. <표 4-2>는 베이스
밴드 전송 방식과 광대역 전송 방식의 특징을 나타낸 것이다.

 

베이스밴드 전송과 광대역 전송 방식의 특징 비교

구 분	베이스밴드 전송	광대역 전송
신호	디지털	아날로그
신호의 수	단일신호	다중신호
다중화방식	TDM	FDM
전송방향	양방향전송	단방향전송
망 형태	버스형	버스형 또는 트리형
전송거리	수 ㎞ 이내	수십 ㎞ 이내
전송매체	UTP, STP, 동축케이블, 광섬유케이블	동축케이블, 광섬유케이블
전송매체와의 접속기기	트랜시버	모뎀
주요 용도	빌딩 또는 캠퍼스 LAN	MAN

한편, 표준 LAN 방식의 기호를 읽는 방법은 [그림 4-7]과 같다. 예를들어 10Base
5, 10 Broad 36, 10Base T, 10Base F의 용어 중에서,‘10’ 은 10Mbps의 전송속도를
의미하며,Base와 Broad는 전송방식으로서 베이스밴드(Baseband)와 광대역
(Broadband) 전송을 말하며,‘5’ 와‘36’ 은 전송거리로서 각각 500m와 3600m의 거
리를 의미한다. 그리고‘T’ 와‘F’ 는 전송 물리매체(케이블)로서 각각 TP 케이블과 광
섬유케이블을 나타낸다.

LAN 방식의 표기법

다. 토폴로지에 의한 분류
LAN 토폴로지로는 초기부터 [그림 4-8]과 같이 버스형, 링형, 성형(스타형)이 사용
되어 왔으며, 최근에는 허브 또는 스위치 등을 이용하여 트리형과 이들 토폴로지의 복
합형이 많이 사용되고 있다.
버스형 LAN은 모든 노드들이 버스에 T자형으로 연결되어 상호 점대점 형태를 취하
며, 버스와 각 노드의 연결은 어댑터를 통하여 이루어지며 버스에는 종단기를 둔다.
베이스밴드 전송방식으로 쓸 경우에 거리에 민감하고, 노드의 증가 시 속도가 떨어지
며, 음성전송에 어려움이 따르는 단점이 있다. 반면에 케이블링 비용이 매우 작고, 각
노드의 고장이 네트워크의 다른 부분에 전혀 영향을 미치지 않으며, 신뢰성과 확장성
이 좋다는 장점이 있기 때문에 많이 사용하고 있다. 버스형 토폴로지로는 CSMA/CD
방식이 대표적인 예이며, 초기의 Ethernet은 주로 버스형 네트워크 상에서 데이터 통
신을 위한 목적으로 개발되었다. 또한 토큰버스(token bus) 방식과 이중버스(dual
bus) 구조의 고속 LAN에서 사용되는 DQDB(Distributed Queue Dual Bus) 방식이
버스형 토폴로지를 갖는다.
링형 LAN은 각각의 노드가 원 모양을 이루면서 인접한 노드 간에만 점대점으로 연
결되어 있는 형태로서 MAU(Media Attachment Unit)라는 연결 장치를 사용한다.
링의 구조 상 한 방향으로 통신하게 되며, 각 노드에서 신호의 재생이 가능하기 때문
에 비교적 거리의 제약이 적고, 잡음에 강하다. 광섬유의 특성에 잘 부합되며, 통신제
어가 간단하고 신뢰성이 높다. 노드의 증가 시 버스방식에 비해 속도의 감소가 심하지
않고, 전송로의 길이가 짧으므로 비교적 큰 네트워크에 많이 사용된다. 다른 구성에
비해 비용이 많이 들고 노드의 추가나 변경이 어려우며, 한 노드의 고장은 전체 네트

LAN 토폴로지의 비교

워크의 고장을 야기한다는 단점이 있다. 토큰링 방식이 대표적인 예이며, 고속 LAN에
사용되는 이중링(dual ring) 구조의 FDDI(Fiber Distributed Data Interface) 방식
이 있다.
스타형 LAN은 컴퓨터 또는 스위치 등의 허브 장치를 사용하여 구성하는데, 각 노드
는 UTP 케이블을 사용하여 중앙의 허브에 점대점 형태로 연결되어 있다. 이 방식은
고장의 발견이 쉽고 수리가 용이하며, 특히 한 기기의 고장이 전체에 영향을 미치지
않으며, 시스템의 일괄변경과 데이터베이스 관리가 용이한 장점이 있다. 하지만, 중앙
의 허브가 고장이 발생하면 시스템은 일시에 운영 불능 상태에 빠지게 되며, 최초 설
치 시 케이블링에 소요되는 노력과 비용이 크다는 단점이 있다.
라. 매체접근제어(MAC) 방법에 의한 분류
매체접근제어 방법은 CSMA/CD 방식과 토큰패싱(token passing) 방식으로 대별
되며, 토큰패싱 방식은 다시 토큰버스 방식과 토큰링 방식으로 구분된다. 먼저
CSMA/CD 방식은 [그림 4-9]와 같이 데이터를 보내려고 할 때 네트워크에 연결된 여
러 대의 노드 중에 데이터를 전송 중인 노드가 있는 것이 확인되면, 해당 노드의 전송
이 끝날 때 까지 기다렸다가 전송하는 방법이다. 버스형의 네트워크에서만 사용되며,
적은 부하 또는 적은 노드에서 최적의 성능을 발휘한다. 하지만, 부하가 일정 수준 이
상으로 증가되면 성능이 급격히 떨어지는 단점이 있다. 낮은 가격으로 구현이 가능하
므로 중·소규모의 네트워크에서 사용되며, IEEE 802.3으로 표준화되어 있다. 제록
스(Xerox)사에서 발표한 이더넷(Ethernet) 방식이 대표적인 예이며, 고속(Fast) 이더
넷과 기가비트(Gigabit) 이더넷에서 사용되고 있다.

CSMA/CD 방식의 기본 동작

토큰 버스 방식은 [그림 4-10]과 같이 데이터를 전송할 수 있는 권한인 패킷 형태의
토큰(token)을 전달 받은 컴퓨터가 데이터를 전송할 수 있도록 하는 방법으로서, 물리 적인 구조는 버스 형태이지만 논리적으로 링 형태의 특성을 가진다. 부하의 증가에 따
른 영향이 적지만, 낮은 부하에도 기본적인 오버헤드(overhead)가 있다. IEEE 802.4
로 표준화되어 있으며, Datapoint사의 ARCNet이 대표적인 예이다.

토큰버스 방식의 기본 동작

토큰링 방식은 링형 토폴로지의 형태이며, 토큰이 물리적인 링에 계속 순환되고 토
큰을 소유하고 있는 노드가 데이터를 전송하는 방법이다. 노드에서 데이터를 증폭 및
재송신하는 과정 때문에 비교적 거리의 제한을 적게 받으나, 만일 한 노드가 고장이
발생하면 전체 네트워크가 마비될 수 있는 단점이 있다. 또한 부하의 증가에 따른 영
향이 적으나, 낮은 부하에도 기본적인 오버헤드가 존재한다. IBM 네트워크가 대표적
인 예이다.
마. 네트워크 자원의 활용 방법에 따른 분류
LAN에서 컴퓨터와 주변장치 등의 각종 자원(resource)을 연결하여 운용하는 방법
에 따라 클라이언트/서버(C/S) 시스템 방식과 동등계층(P2P) 네트워크 방식이 있다.
C/S 시스템 방식은 [그림 4-11]과 같이 데이터의 저장과 처리 및 전송 기능을 갖는
서버와 정보 서비스를 요구하는 클라이언트로 구성되며, LAN 등의 네트워크를 통해
각종 자원을 공유하는 일종의 분산처리 시스템이다. 여기서, 클라이언트는 일반적인
PC급의 단말이 사용되지만, 서버는 워크스테이션 수준의 컴퓨터로 구성되며, 네트워
크상에서 각종 프로그램 파일이나 데이터를 보유하고 있다. 최근에는 PC 성능의 향상
으로 PC급의 서버도 이용되고 있다.

클라이언트/서버 방식의 구성 예

일반적으로 클라이언트와 서버는 분리되어 사용되고 있으나, 기술의 발전에 따라
클라이언트와 서버의 역할이 고정되어 있지 않고, 서비스나 정보를 상호 교환하거나
어느 한 방향으로 이를 제공하는 역할을 하기도 한다. 또한 소프트웨어의 발달로 시스
템 간의 파일처리 구조를 LAN으로 구성하고, 대규모 사용자 집단을 수용 처리할 수
있는 C/S 시스템으로 발전했다.
C/S 시스템 방식은 서버의 사용으로 고가의 소프트웨어를 공유할 수 있고, 중앙 집
중식 관리가 가능하지만, 시스템 구축과 운용관리 비용이 추가로 필요하다. 대용량 정
보처리를 요구하거나, 대규모 네트워크에서 분산처리를 요구하는 경우 등에는 아직도
C/S 시스템 방식이 대부분 적용되고 있다.
P2P 네트워크 방식은 C/S 시스템 방식과는 달리 [그림 4-12]와 같이 전용 서버가
존재하지 않으며, 각 노드(단말)가 동등하게 서버 역할을 수행하면서, 각 네트워크

자원들을 상호간에 LAN 등의 네트워크를 통해 직접 공유할 수 있다. 즉, 각 컴퓨터는
필요에 따라 얼마든지 클라이언트와 서버로 사용할 수 있는 수평적인 관계로서, 동등
하게 데이터를 주고받는 형태로 운용된다.
따라서, P2P 네트워크 방식은 설치가 용이하고 시스템 구축비용도 저렴하며, 네트
워크 관리자도 별도로 필요하지 않는다. 반면에, 전체 네트워크 환경의 중앙 관리가
불가능하고 보안에도 취약하여, 각 컴퓨터마다 보안 기능을 필요로 한다. 최근에는 컴
퓨터 성능과 기억장치 용량이 향상됨으로써, 이동성과 단말의 중계기능이 요구되는 무
선 네트워크 등에 P2P 네트워크 방식이 구축되고 있다.