2024. 5. 6. 08:30ㆍCS 지식/네트워크
1.1 What is the Internet? What is a protocol?
Internet 을 구성하고 있는 요소
host (end system) : 끝단에 있는 시스템
core 에는 packet을 전달해주는 것들이 있다 ( router, switches )
Communication links : 통신 경로
Packet : end system 끼리 데이터를 주고 받을때. 데이터에 segment로 나누고 header를 붙인 것
Network : devices, router들을 합친것
ISP : 라우터와 통신 계층으로 이루어진 Network
Internet : "network of networks", 여러가지 네트워크가 네트워크를 이루고 있는 상황 networks 에 isp의 주된 요소이다
Protocol : 둘 이상의 통신 개체 간에 교환되는 메시지 포맷과 순서분 아니라, 메시지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의
1.2 Internet Structure ( Network Edge )
host : clients and servers
client : 서비스를 이용하는 객체
server: 서비스를 제공하는 객체, server는 대부분 data center에 존재한다.
Network core: routers 들이 서로 연결된 것
1.2.1 Access networks
DSL(전화선으로 하는것) digital subscriber line
-전화선이 이미 깔려있어서 설치에 유리함.
FTTH( fiber to the home ) 광케이블
- 광케이블은 노이즈에 강함, 하지만 꺽이는 것에 취약함
Wireless access networks (WLAN)
- 약 30m의 범위를 가지고 사용되고 있다
Wide-area cellular access networks
- 모바일 기기에 지원되며 10's km 의 범위를 가지고 사용되고 있다.
1.3 Internet Structure ( Network Core)
1.3.1 Packet Switching
Packet switching
- host가 application layer의 메시지를 페킷으로 나누어 서로 소통하는 것
Forwarding
- Switching이라고 하기도 하며, local action으로 도착한 패킷이 어느 방향으로 나가야 되는지 정하는 것
Routing
- Global action으로 패킷의 전체적인 경로를 결정하는 것
packet transmission delay
- L bit의 패킷을 R bps 속도로 전송하는 데 L/R초 가 걸리는 것
store and forwarding
- 스위치가 출력 링크로 패킷의 첫 비트를 전송하기 전에 전체 패킷을 다 받아야 한다.
Queueing
- 서비스가 되는 것보다 패킷이 도착이 더 빠르면 생기는 일
Packet queuing and loss
- 도착하는 packet의 전송속도가 transmission 하는 속도보다 빠른경우 패킷은 출력 링크에서 전송되기를 기다리는 대기열이 된다 -> 라우터의 버퍼가 가득차면 패킷이 떨어지거나 손실이 될수 있다.
1.3.2 Circuit Switching
Circuit Switching
- Packet 과 다르게 회선을 하나 할당 받아 전달 받는 방식
- 따라서 일정시간에 대한 보낼 수 있는 양과 속도가 일정함
FDM
- 모든 시간에 빈도를 사용자만큼 나눈 것
TDM
- 모든 빈도에 시간을 사용자 만큼 나눈 것
Packet Switching vs Circuit Switching
| Packet Switching | Circuit Switching |
| 효율성이 좋음 | application의 성공률 높음 |
| 복원이 쉬움 | 예측이 쉬움 |
1.3.3 Network of Networks
ISP
- 호스트가 인터넷에 연결 되기 위해서는 ISP를 통해 접근해야 한다.
- 임의의 두 호스트는 언제가 서로 패킷을 보낼 수 있도록 해야한다.
- 따라서 모든 ISP는 서로 상호 연결되어 있어야한다.
- 결과적으로 복잡한 구조를 가지게 되었다.
ISP 연결
IXP : ISP를 서로 연결 해주는 것
전체적인 구조 : 1티어 ISP 와 컨텐츠 제공자 ( google ) 에서 최 상단으로 패킷을 이용할 수 있도록 도와주고 있고, 각각의 ISP는 아래의 regional ISP와 연결 되어있으며 그아래로 수십개의 access ISP 와 연결 되어있다.
1.4 Performance : Loss, delay, throughput
nodal processing delay : 패킷의 헤더를 조사하고, 그 패킷을 어디로 보낼지 결정하는 시간
queueing delay : 나보다 먼저 도착한 패킷의 전송을 기다리는 시간
transmission delay : 패킷의 모든 비트를 링크로 전송하는데 필요한 시간
propagation delay : 라우터와 라우터 사이에 도달하는데에 걸리는시간
total nodal delay : 위 4개의 시간을 다 더한 시간
1.4.2 Queueing delay and Packet loss
Queing delay
- 다른 3가지와 다르게 패킷별로 다르게 측정될 수 있다.
- 트래픽이 큐에 도착하는 비율, 링크의 전송률, 도착하는 트래픽의 특성에 의해 주로 결정됨
- traffic intensity : 큐에 도착하는 비트 / 큐에서 전송되는 비트
- 아래의 그림처럼 traffic intesity가 1에 가까워 질수록 queing delay 시간이 무한대로 가까워지는 것을 볼 수 있다.
Packet loss
패킷을 저장할수 없는 경우 라우터는 그 패킷을 버리게 되는 것.
1.5 Protocol layer, Service Model
계층별 간단한 설명
Application Layer : 사용자와 컴퓨터 네트워크 간의 상호작용을 제공. (SMTP, HTTP, FTP, DNS 등)
Transport Layer : 데이터 전송의 신뢰성을 보장하고, 에러 복구 및 흐름 제어를 수행. ( UDP, TCP )
Network Layer : 패킷을 주고받는 데 필요한 주소 지정 및 경로 설정 기능을 담당.
Link Layer: 네트워크 접속에 사용되는 물리적인 네트워크와 관련된 부분을 처리. 데이터를 전송하기 위해 네트워크 주소를 사용하고, 오류 감지 및 수정을 수행 ( 이더넷 , Wi-Fi )
Physical Layer : 네트워크 물리적인 연결에 관련된 부분을 다룸
Encapsulation
- 데이터가 각 계층을 통해 전달될 때, 각 계층에서 해당 데이터에 헤더 정보가 추가되는 과정을 말함
- 도착한 곳이 어디에냐에 따라서 구현하는 계층의 정도가 다름
