[컴퓨터 네트워크] 1장 part1 네트워크 가장자리

컴퓨터의 가장자리

네트워크의 제일 끝에 존재하는 디바이스를 의미합니다. 결국 이것은 host = computer device로 종단 시스템이 나타나게 됩니다. 

 

종단시스템이 인터넷에 연결되는 것을 엑세스 네트워크라고 합니다. 

 

네트워크 코어

라우터들이 상호연결이 되어 있습니다. 

 

인터넷은 통신 서비스를 제공하는 통신인프라입니다. 

 

1. 연결지향형 (Connection oriented service)

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종단 시스템들간의 데이터 전송을 하는 것이 목적이며 end system이 데이터를 주고받기 전에 핸드셰이킹(handshaking) 즉 통신의 준비 과정을 거칩니다. 그 다음 실제 데이터를 주고받을 수 있습니다. 

 

항상 데이터를 주고받기 전에 연결을 설정해야 합니다. 이후 데이터를 실제로 전송하는 것입니다.

 

TCP (Transmission Control Protocol) 프로토콜

• 신뢰적 데이터 전송
• 흐름 제어
• 혼잡 제어

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2. 비연결형 서비스(Connectionless service)

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핸드셰이킹 과정 없이 준비되어 있는지 되어있지 않은지 판단할 필요가 없습니다. 이것이 비연결형서비스입니다. 

 

UDP (User Datagram Protocol)

• 신뢰성이 없는 데이터 전송 서비스 (수신자에게 반드시 도착한다는 보장x)
• 흐름 제어X 
• 혼잡 제어X

 

 

TCP와 UDP를 쓰는 각각 프로토콜

TCP

• HTTP, FTP(File transfer), Telnet(remote login), SMTP(email)

UDP

• Streaming service 
• teleconferencing
• DNS
• Internet telephony(인터넷 전화)

 

종단 시스템을 종단 라우터로 연결하는 방법

 

가정 접속 

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1. (DSL)

• 전화 회선과 인터넷 회선 구별
• ADSL(비대칭 디지털 방식) 일반 사용자의 패턴을 분석해 upstream 1Mbps, downstream 8Mbps로 비대칭적으로 설계해서 효과성을 높이기 위한 방식 

2. cable modems

• 비대칭적
• 공유 방송 매체

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기관 접속

랜으로 구성되어서 인터넷에 연결되는 방식입니다.  여기서는 기본적으로 스위치나 라우터나 허브 같은 네트워크 디바이스들 혹은 유선, 무선 매체가 구성이 됩니다. 랜을 구성하는 가장 보편적인 기법은 이더넷 방식의 랜을 구축해서 인터넷에 연결하게 됩니다.

 

 무선의 경우에는 wifi 방식으로 진행을 하게 됩니다. 

 

이동접속/ 무선 접속

공유된 무선 엑세스 네트워크가 종단 시스템을 라우터에 연결합니다. 기지국 또는 엑세스 포인트를 통해 진행이 됩니다. 무선링크에 사용되는 기술에 따라서 wireless와 celluar access networks로 구분이 될 수 있습니다. 우리가 흔히 아는 와이파이와 데이터입니다. 

 

wireless는 802.11b/g/n 이며 셀룰러는 3g, 4g, 5g로 발전하고 있습니다. 

 

물리 매체

실제 end system을 네트워크에 연결하는 것이 물리 매체(physical media)가 됩니다. 실제 데이터들은 비트 신호로 전달이 됩니다. 

 

즉 소스에서 목적지로 일련의 송신기-수신기 쌍을 거쳐 전달되고 이 비트 신호는 물리적 매체 특성에 따라서 전자파 형태로 전달이 되거나 광펄스를 저나함으로써 전달이 됩니다.

 

physical link는 송신기와 수신기 사이에 존재합니다.

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유도 매체(guided media) : copper, fiber, coax

Twisted Pair(TP)

이 UTP 케이블은 copper로 만들어진 것으로 category3, category5로 구분이 됩니다. 

Coaxial table

비트스트림이 직접 케이블로 보내지고 그 신호를 다른 주파수 대역으로 보내지 않습니다.

Fiber optic cable

낮은 에러율, 신호 감쇄 현상이 매우 적으며 전자기적인 간섭에 영향을 받지 않습니다.

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비유도 매체(unguided media) :  radio

이는 전자기 스펙트럼으로 신호를 전달하기 때문에 전파 환경과 거리에 영향을 받습니다. reflection이나 obstruction by objects, interference가 존재할 수 있습니다.

 

라디와 링크의 타입은 지상마이크로파, 무선랜, 이동통신방, 위성통신 등이 있습니다. 

 

네트워크 코어

네트워크 코어는 라우터들이 상호 연결된 것을 말합니다. 이것의 기본적인 목적은 네트워크를 통해서 데이터를 어떻게 전달할건지입니다. 어떤 end system에서 다른 위치에 있는 end system까지 데이터가 전달될 때 core network로 전달이 됩니다.

 

이것을 구축하는 방법은 크게 두가지 방법으로 분류할 수 있습니다.

1. 회선 교환 : 전화망의 구조
2. 패킷 교환 : 인터넷망

 

회선교환(Circuit Switching)

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전화망은 송신자와 수신자 사이의 연결을 먼저 설정하고 송신자와 수신자 사이 경로에 있는 교환기들이 그 연결의 상태를 유지해야 하는 연결을 회선이라고 합니다.

 

이를 위해선 먼저 그 연결동안 네트워크 링크에 일정한 전송률이 예약이 됩니다. 그래서 고정된 전송률로 즉 일정하게 데이터 전송이 가능합니다. 

 

각 링크가 n개의 회선을 가질 경우 각 링크는 n개의 동시 연결을 지원합니다. 종단간 연결이 사용되는 링크에 대해, 그 연결은 연결이 지속되는 동안 그 링크 대역폭의 1/n을 사용합니다.

 

1. 출발지에서 도착지까지 예약 요청을 보냄
2. 회선이 만들어지고 고정된 대역폭이 예약이 됨 (ex. 10mbps를 쓰겠다)
3. 연결된 회선을 통해 대역폭 전송
4. 전송이 끝나면 연결 해제

즉 회선교환망은 end-end까지 자원이 할당되고 예약이 됩니다. 자원은 링크 대역폭이나 스위치용량이 됩니다. 하나의 링크가 현재 4개의 회선을 가지고 있다면 먼저 회선을 설정하고 통신을 하고 있는 과정에서는 독점적으로 사용됩니다. 그래서 항상 call setup의 과정이 필요합니다. 

 

네트워크 조각이 각각 할당이 되며 이는 공유되지 않습니다. 링크의 대역폭을 분할하는 방법이 multiplexing 즉 다중화라고 합니다.

 

다중화

• 주파수 분할 
• 시분할

회선 교환망 데이터 전송 시간 예시

ex) 호스트 A에서 B로 회선 교환망을 통해 64만비트의 파일을 전송하는데 걸리는 시간은?

• 링크 대역폭은 1.536Mbps
• 회선교환망 시분할 방식 24개 슬롯으로 분할
• 회선 설정하는데 500 msec걸림

풀이

• 각각의 회선은 1.536mbps/ 24 = 64kbps 전송률을 가집니다. 
• 파일 전송을 위해 640kbit/ 64kbps = 10 sec 소요
• 회선 설정에 0.5 sec 필요
• 파일 전송을 위해 총 10.5sec가 걸림

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