LAN & WAN Technologies

 

1. 네트워크 분류

• LAN (근거리통신망)
  • 소규모(가정, 사무실, 학교) 네트워크
  • 속도: 10 Mbps ~ 1 Gbps 이상
  • 예: Ethernet, Wi-Fi
• MAN (도시권통신망)
  • 여러 건물/캠퍼스 연결
  • 속도: 10 Mbps ~ 10 Gbps
  • 예: FDDI, Metro Ethernet
• WAN (광역통신망)
  • 국가/대륙 규모 네트워크
  • 속도: 56 Kbps ~ 100 Gbps 이상
  • 예: MPLS, ATM, Frame Relay

추가 네트워크: PAN, CAN, SAN, IoT, LPWAN, 5G, LTE, WiMAX, PLC 등

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2. LAN 관련 표준

• Ethernet (IEEE 802.3): CSMA/CD 기반, Fast/Gigabit/10G Ethernet 발전
• Token Bus (802.4), Token Ring (802.5)
• FDDI, DQDB, 무선 LAN (802.11 Wi-Fi)
• 추가 표준: 802.15 (WPAN), 802.16 (WiMAX), 802.20 (MBWA),
  802.3ae (10G), 802.3ad (Link Aggregation), 802.3at/bt (PoE)

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3. LAN 접속 및 구성

1. ISP 인터넷 가입 → 광케이블/ONT 설치
2. 라우터 연결 (WAN 포트 ↔ 모뎀/ONT, LAN 포트 ↔ 기기 연결)
3. LAN 구성 (스위치/이더넷 케이블 연결)
4. 보안설정 (WPA3, 방화벽)

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4. LAN 토폴로지 (위상)

• 스타형: 허브/스위치 중심 → 확장 용이, 허브 고장 시 전체 영향
• 링형: 기기들이 원형 연결 → 충돌 없음, 단일 고장에 취약
• 버스형: 공유 버스 사용 → 설치 저렴, 충돌·확장성 문제
• 트리형: 여러 스타형을 계층 구조로 연결 → 확장성 높음

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5. CSMA/CD 동작 (이더넷)

• CS (Carrier Sense): 전송 전 채널 확인
• MA (Multiple Access): 다수 장치 공유 매체 사용
• CD (Collision Detection): 충돌 시 재전송

⏱ 주요 값

• 최대 전파지연: 12.5 µs (2.5km 기준)
• 충돌 탐지 지연: 25 µs
• 최소 프레임 크기: 512 bits (64 bytes)
• 최대 프레임 크기: 1518 bytes

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6. Fast Ethernet (IEEE 802.3u)

• 속도: 100 Mbps (10 Mbps 대비 10배)
• 모드: Half-duplex (CSMA/CD), Full-duplex (충돌 없음)
• 주요 표준:
  • 100BASE-TX (UTP, 100m)
  • 100BASE-FX (광섬유, 2km 이상)
  • 100BASE-T4 (Cat 3 UTP, 4쌍 사용)

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7. 케이블 매체

• 동축케이블 (10BASE5, 10BASE2): 초기 이더넷
• UTP (10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE-T): 현재 LAN 주류
• 광섬유 (100BASE-FX, 10GBASE): 장거리·고속

UTP 등급별 속도:

• CAT5: 100 Mbps
• CAT5e: 1 Gbps
• CAT6: 10 Gbps (55m)
• CAT6a: 10 Gbps (100m)
• CAT7/8: 데이터센터용, 25~40 Gbps 지원

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✅ 핵심 요약

• 네트워크는 영역(LAN, MAN, WAN)과 속도(저속~고속)로 분류됨.
• LAN에서는Ethernet(802.3)이 중심이며, Fast/Gigabit/10G 등으로 발전.
• LAN 구성 시 ISP → ONT/모뎀 → 라우터 → LAN 단계.
• 토폴로지는 스타형이 가장 많이 쓰임.
• CSMA/CD는 충돌 감지를 위해 최소 프레임 크기(64 bytes)를 규정.
• Fast Ethernet은 기존 이더넷을 업그레이드한 100 Mbps 표준.
• 케이블은 UTP와 광섬유가 주로 사용됨.