14. 통신 프로토콜이란?

통신 프로토콜

 

통신 프로토콜이란 정보의 전송을 원하는 두 실체 간에 언제, 어떻게, 무엇을 통신할 것이냐에 대해 사전에 상호 약속된 통신 규약을 말한다. 사람들의 대화에서는 말의 전후 관계, 상대방의 표정 등을 통해 어느 정도 문법에 맞지 않아도 서로 간에 내용을 전달할 수 있지만 컴퓨터의 경우에는 사람의 경우처럼 융통성이 없으므로 미리 규칙을 정해 놓고 이 규칙을 따르지 않으면 통신이 불가능하다. 따라서 컴퓨터가 관여하는 통신에서는 규칙, 즉 프로토콜의 확립이 필수적이다. 프로토콜은 물리적 측면과 논리적 측면으로 이루어진다.
  물리적 측면 : 자료 전송에 쓰이는 전송매체, 접속용 커넥터 및 전송신호, 회선 규격 등
  논리적 측면 : 프레임(자료의 표현 형식 단위)의 구성, 프레임 안에 있는 각 항목의 뜻과 기능, 자료 전송의 절차 등
- 폐쇄적인 프로토콜 : 자사 장치들끼리 통신하기 위한 독자적인 통신규약으로 자세한 규격이 공개되지 않아 이기 종간 통합은 별도 공개를 하지 않는 한 불가함.
- 공개된 범용 프로토콜 : 여러 장치들에 쓰이는 널리 알려진 규격으로 인터넷의 TCP/IP가 대표적이다.

 

가. TCP/IP

 

TCP/IP란 Transmission Control Protocol/Internet Protocol(전송 제어 규약/인터넷 프로토콜)의 약어로서 현재 LAN(Local Area Network)에서 가장 적합한 프로토콜이며 사용상의 어려움이 많지 않다. 인터넷의 기본 프로토콜로 사용되면서 표준 통신 프로토콜로 자리매김하고 있다. TCP/IP는 인터넷의 역사와 같이 한다.
1960년대 말 미국의 ARPA(미 국방성의 고도 연구 계획국)에서 프로토콜을 개발하기 시작하였으며, 1972년 ARPANET에서 운영을 시작하면서 본격화 되었다.
현재 전 세계를 하나로 묶고 있는 프로토콜이 바로 이것이다. 패킷 통신 방식의 인터넷 프로토콜인 IP와 전송 조절 프로토콜인 TCP로 이루어져 있다. IP는 패킷 전달 여부를 보증하지 않고 패킷을 보낸 순서와 받는 순서가 다를 수 있는데 TCP(IP 위에서 동작하는 프로토콜)가 데이터의 전달을 보증하고 보낸 순서대로 받게 해주어 신뢰성이 향상된 프로토콜이다.

 

나. Ethernet

 

근거리 통신망(LAN)의 가장 대표적인 버스 구조방식의 통신 프로토콜로서 오늘날 우리가 사용하는 컴퓨터 통신의 대부분은 Ethernet 기술을 바탕으로 운영된다.
1973년 보브 매 칼프 박사가 처음으로 발명했고 1980년에 미국의 제록스(Xerox), 미니컴퓨터 제조회사인 디지털이퀴프먼트(DEC), 인텔(Intel) 3사가 공동으로 개발한 구내 정보 통신망(LAN)의 모델이다. '이더넷'이라는 이름은 우주에 존재한다는 가설 속의 물질인 에테르(ether)에서 따온 것이다. Ethemet은 인터넷 프로토콜(IP)이라는 프로그램을 사용해 광범위한 통신 및 컴퓨터기기를 연결한다.
데이터 단말(data station) 간의 거리 약 2.5km 내에서 최대 1,024개의 데이터 단말 상호 간에 10Mbps의 전송 속도로 정보를 교환할 수 있는 지역적인 네트워크로, IBEE 802.3 표준을 구현한 모델의 하나이다. 사용 케이블은 10 BASE 5, 10 BASE 2 및 10 BASE T 등이 있으나 주로 사용되는 것은 배선 공사가 용이하고 관리 및 안전성 등이 우수한 10 BASE T 이다. 최근에는 대역폭이 100Mbps인 고속이더넷도 사용하고 있다.
데이터 공유 및 전송 기술, 랜카드나 라우터 등 네트워크 장비들이 이더넷 기술의 산물이라고 할 수 있다.

다. BACNet

 

BACNet은 Building Automation and Control Network의 약자로서 빌딩관리자와 시스템사용자, 제조업체들로 구성된 단체에서 인정하는 비독점 표준 프로토콜이다.
BACNet은 미국 표준협회 ANSI(American National Standard Institute)와 냉동공조
기술협회 ASHRAE(American Society of Heating, Refrigerating and Air-conditioning
Engineers)가 공동으로 채용하고 지지하는 ANSI/ASHRAE 표준 135-1995를 일컬으며 건축물 자동화 시스템을 위한 빌딩 자동화용 통신 프로토콜이다.
BACNet 개발 당시 가장 중요시 했던 부분은 서로 다른 제조업체에서 만든 빌딩 자동화용 제품들이 상호 동작할 수 있도록 하는 것이었다. 따라서 다양한 LAN을 지원하게 되었고, 이는 시스템 구축에 더 많은 유연성을 제공해 주었다. 그리고 시스템의 유연성을 위해 Object-Oriented 개념을 도입하였다. 즉, 표준화된 객체(object)를 정의 하고, 모든 데이터는 이 Object 내의 속성(property)들을 이용해 표현하도록 한 것이 다. 이렇게 정의된 Object를 이용해 자료를 교환함으로써 서로 다른 제조업체에서 만든 제품 상호 간에도 원활한 통신이 가능하게 되었다. 그리고 이렇게 정의된 Object에 접속(access)하여 동작하는 서비스 중 일반적으로 사용되는 것들을 표준화 하고 있다.
BACNet은 OSI 7계층 중 4계층만을 가지는 구조로 되어 있으며 통신에 필요한 기능만을 하부계층의 기능으로 하고, OSI의 기능 중 상당 부분을 응용계층(Application layer)에 넘겨놓고 있다.
OSI와 BACNet의 각 계층을 비교해 보면 그림 4-14와 같이 나타낼 수 있다.