network - 무선랜

WLAN (Wireless Local Area Network)

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LAN = 근거리 통신망 (Local Area Network)

  무선으로 연결되는 무선 LAN은 일정 공간이나 건물 내부 외부에서 유선 케이블 대신 무선 주파수나 빛을 사용하여 접근점(AP ; Access Point)로 부터 각 단말기까지 통신을 제공하는 기술을 말한다.

 

  기존의 유선LAN에 비해 상대적으로 낮은 전송속도와 신호 간섭이 발생할 수 있지만, 배선이 필요 없고 단말기의 재배치가 용이하며 이동 중에도 통신이 가능하고, 빠른 시간 안에 네트워크 구축이 가능하다는 장점을 가진다.

 

무선 LAN 기술의 변화 과정

  1. 1990년 초 미국의 연방통신위원회(FCC ; Federal Communications Commission)가 ISM(Industraial Scientific and Medial equipement)를 위한 2.4GHz의 비인가 주파수 대역을 무료로 사용할 수 있도록 허가

 

  2. 1997년 7월 IEEE가 직접 시퀸스 확산 스펙트럼(DSSS ; Direct Sequence Spread Spectrum), 주파수 도약 확산 스펙트럼(FHSS; Frequency Hopping Spread Spectrum), 적외선(IR, Infrared Ray) 방식 등의 무선 LAN 기술을 통합하여, 2Mbps의 전송속도를 가지는 IEEE 802.11로 표준화

 

  3. 1999년 9월 IEEE에서 기존의 변복조 기술을 일부 변경하여 전송속도가 11Mbps까지 가능한 IEEE 802.11b(WiFi; Wireless Fidelity)를 승인

 

  4. IEEE 802.11a, IEEE 802.11g 등장

IEEE 802.11a	IEEE 802.11g
ISM밴드의 5GHz대역에서 54Mbps까지의 전송속도를 갖는 직교 주파수 분할 다중(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식 사용	기존 802.11b의 낮은 전송률 보완, 20Mbps 이상으로 속도를 향상.   간섭 등의 문제 개선

 

무선 LAN의 특징

  일반 전화기보다 낮은 저전력에서 작동하며, 비인가 주파수 대역을 사용하고, 신호 간섭이 존재하는 곳에서도 수신 강도가 강한 속성을 가지는 대역 확산 기술(spread spectrum technique)을 사용한다.

 

 적용 범위와 영역

  전파 방식과 적외선 채널의 통신 가능 거리는 제품 설계 기능(특히 실내 환경에서의 전파 경로)에 달려 있다. 고체는 적외선 신호를 차단하므로 적외선 방식을 선택할 때는 다소 제약이 따른다.

 

  라디오 채널의 전파 방식 대부분은 실내 벽과 장애물을 관통할 수 있다. 적용 가능 범위는 접근점(AP)의 수에 의해 확장 가능하다. 적용 범위는 제품이 커버할 수 있는 면적에 비례하며, 보통 하나의 AP당 20~500m정도의 영역에서 동시에 25 ~ 50개의 단말기를 공유하여 사용한다.

 

 처리량

  유선 LAN과 마찬가지로, 사용하는 제품의 품질과 설정에 영향을 받는다.

 

 무선장비간 상호 호환성

  아직 제작사 간 호환성 문제를 완벽하게 해결하지 못하고 있는데 그 이유는 다음과 같다.

 

  1. 적용되는 기술들이 상호 연동되지 않는다. (e.g. FHSS 기술을 기반으로 한 시스템은 DSSS 기술을 기반으로 한 시스템과 통신이 불가능)

  2. 서로 다른 주파수대를 이용하는 시스템은 상호 연동되지 않는다.

 

 보안

  전파를 사용한 제품으로서 전파가 다른 곳으로 흘러들어갈 수 있다. 이를 극복하고자 다음과 같은 보안 장치를 가진다.

 

  1. PC를 구분하는 SSID(Service Set Identifier)로 해당 무선 접근점(AP)에 등록된 SSID와 일치하는 단말기만 사용 가능

  2. MAC주소가 해당 접근점(AP)에 등록되지 않은 경우 사용을 제한

  3. WEP(Wired Equivalent Privacy) ; 전송하는 데이터를 모두 암호화 하여 전송. 수신 측에서 암호를 풀 수 있는 키를 사용해야만 데이터를 식별할 수 있다.

  4. WPA(Wifi Protected Access) ; 무선 충실도(WiFi)인증에 사용되는 암호화 기법으로, 더욱 복잡한 암호화 기술과 강력한 사용자 인증 기술을 사용, 허가받지 않은 사용자의 데이터 접근을 차단한다.

 

  또한 안전한 무선LAN을 위한 보안 표준인 IEEE 802.11i가 발표될 예정이다.

 

주요 구성요소

  무선 LAN 카드, 접근점(AP), 옥외용 LAN 브리지 등으로 구성된다.

 

  무선 LAN 카드는 다른 이동 통신 단말기나 유선 LAN으로 연결하기 위해 단말기 내에 설치된다. 유선 LAN환경에서 LAN 카드가 네트워크 운영체제와 유선 사이에서 인터페이스 기능을 수행하듯이, 무선 LAN 카드는 무선 LAN 환경에서 네트워크 운영체제와 안테나 사이에서 인터페이스 기능을 수 행한다.

 

구축 형태

  설치 유형에 따라 통상적으로 독립형과 기반 구축형으로 나뉜다.

 

 독립형

  유선망과의 연결 없이 무선 LAN 카드를 장착한 2대 이상의 PC들로 이루어진 형태 애드혹(Ad-hoc)방식이라고도 한다

 

독립형 (Ad-hoc)

 

 기반 구축형

  하나의 접근점에 여러 대의 PC들이 무선망으로 연결된 형태이다.

 

기반 구축형

 

CSMA/CA

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  CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)는 802.11 표준에 명시되어 있는 매체 접근제어 프로토콜이다. 802.3 에서 사용하던 CSMA/CD를 사용하지 않고 충돌을 회피하는 CA방식을 사용하고 있다.

 

  장치들은 항상 네트워크의 반송파를 감지하고 있다가 네트워크 상태가 비어있을 때 목록에 등재된 자신의 위치에 따라 정해진 만큼의 시간을 기다렸다가 데이터를 보낸다. 일부 버전에서는 충돌이 일어날 수 있으며, 이 때에는 충돌 감지 절차가 수행된다.

 

 규칙

  1. 데이터를 송신하고자 하는 송신 단말기는 다른 단말기가 데이터 송신 중인지 여부의 반송파를 감지한다.

  2. 다른 단말기가 송신 중인 것을 인지하게 되면, 일정시간 대기한다.

  3. 송신 시작까지의 시간으로 랜덤한 시간이 할당된다.

  4. 재반송파 감지를 하여 다른 반송파가 없는지를 확인한다.

  5. 데이터(패킷) 송신을 시작한다.