컴퓨터 네트워크 - 1

박승현·2023년 9월 9일

컴퓨터 네트워크

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1.1 인터넷이란?

nuts and bolts

Network

  • Billions of conected computing devices :
    • hosts = end systems(computer, smart phone)
    • running network apps
  • Communication links
    • fiber, copper, radio, satellite
    • transmission rate : bandwidth
  • pocket switches: forward packets
    • routers and switches

  • internet: network of net work

  • protocols: control sending, receiving

  • internet standards

service view

  • infrastructure that provides services to app
  • provides programming interface to app

1.2 protocol

  • Protocol
    : 네트워크 엔티티 간에 주고받는 메시지의 형식, 순서, 전송 및 수신에 대하여 수행을 정의내린 것을 말함.
  • 인터넷의 모든 통신 활동은 표준화된 프로토콜에 의해 관리됨.
  • 인간의 대화(프로토콜) : 질문 → 대답 처럼
    컴퓨터 네트워크 프로토콜 : TCP → TCP → GET 등의 약속된 규칙이 바로 프로토콜

1.3 network

  • network edge

    • host: clients and servers
    • servers often in data centers

  • access network

    • wired, wireless communication links

  • network core

    • interconnected routers
    • network of networks

1.4 Access network

종류는 여러개

  • bandwidth (대역폭)
  • shared or dedicated? (공용인지 전용인지)

두 가지가 중요

Digital Subscriber Line(DSL)

  • 전화선을 통해 인터넷을 연걸(dedicated함)

  • 기존의 전화선을 사용하기 떄문에 비용감소

  • 전반적인 성능이 떨어지고 upstream, downstreamr간의 성능이 차이남 (up < down)

cable network

  • 기존의 케이블선 활용(shared)
  • 여러개의 케이블선 중 몇개를 데이터 전송용으로 사룔 함
  • frequency division multiplexing(뭘까 이게)
  • HFC : 광 동축 케이블 같이 사용 upstream, downstreamr간의 성능이 차이남 (up < down)

home network

  • 가정 내의 여러 기기를 연결해서 네트워크를 구성
  • 이 홈 네트워크 장치를 통해 헤드엔드 또는 중앙 사무실로 인터넷이 연결됨.

enterprise network

  • 기업, 대학 등에서 사용.
  • 이더넷(Ethernet)을 주로 사용 : 유선 엑세스
  • 성능이 좋음

wireless access

  • shared
  • LAN -> 근거리
  • 3G, 4G, 5G -> 원거리

Host: sends packets of data

  • packets of length L bits: 데이터를
    L비트의 packet들로 짜름
  • transmit packet into access network at transmission rate R: packet을 R의 속도로 엑세스 네트워크에 보냄

Physical media

  • twisted pair : 두 개의 구리선을 꼬아둠(평행하게 두면 자기장의 영향을 받기 떄문)
  • coaxial cable : 동심원이 같은 두 개의 구리선이 있음 -> 양방항 통신, 여러개의 채널
  • fiver optic cable : 광 케이블 -> 성능이 굉장이 높고 에러가 적음, 전기, 자기장에 의한 노이즈가 없음
  • radio : 전파를 이용 -> 선이 없음, 반사가 되거나 간섭이 있음(주변 환경에 영향을 받는다)

1.5 network core

-> 연결되어있는 라우터들의 집합

packet-switching

  • store and forward : 전체 패킷이 라우터에 저장 된 후 다음 목적지로 이동함
  • qieiong delay and loss: 큐에 들어가서 기다리는 것, 큐가 꽉차 패킷이 손실될 수 있음

routing and forwarding

-> 네트워크 코어의 핵심 기능

  • routing : 여러 라우터의 협력으로 경로 설정
  • forwarding : 하나의 라우터 내부에서 헤더를 통해 경로 설정

circuit switching

  • 여러개의 링크를 미리 할당하는 방벙

packet vs circuit

packet switching

  • 대역폭을 미리 할당하지 않음.
  • bursty data(확 몰렸다가 안몰렸다가 하는 데이터) 전송에 적합.
  • store-and-forward
    : 패킷을 보낼 때 라우터의 큐에 들어가서 앞에서부터 순차적으로 패킷이 전송됨. 라우터의 메모리가 초과되면 패킷 딜레이 및 손실이 발생할 수 있음.
  • 이렇게 보면 패킷 스위치가 패킷이 손실되기 쉬울 것 같지만 실제로는 그렇지 않음. 실제 사용자들은 계속해서 데이터를 전송하지 않고 일정 시간만 데이터를 전송하기 때문. 게다가 손실이 되더라도 목적지에서 TCP 프로토콜이 복구시켜줌.

curcuit switching

  • 딜레이가 거의 없게 느껴지는 성능
  • 음성, 데이터를 전달하기 전에 선동작(call setup)(경로 결정, 대역폭 할당)이 필요.
  • 특정 사용자가 종료시까지 하나의 대역폭을 데이터 전송에 상관없이 점유함.
  • 효율성은 떨어지지만 성능은 좋음.
  • 전통적으로 오디오/비디오 어플리케이션 사용의 대역폭 보장.

internet structure

수억개의 엑세스 ISP, 이들을 연결하는 global ISP(라우터 뭉치), 이 글로벌 ISP를 연결하는 IXP(Internet exchange point)와 링크, 각 나라 및 지역에서 사용하는 네트워크, 구글이나 마이크로소프트 같은 기업의 자체 네트워크 망도 있음.

_1.6 delay, loss, throughput

delay

  • queueing delay : 큐에 쌓여서 대기하는 시간
    -> 1초당 페킷 도착 개수 * 페킷 크기 / banwidth
    -> 0에 가까울수록 딜레이가 없다, 1이 넘어가면 무한대임(처리 < 들어오는 수)

  • processing delay : 아웃풋 결정, 에러 체크하는 시간

  • propagation delay : 물리적 거리의 길이 / 전송 속도

  • transmission delay : packet length / link bandwidth

transmission -> 비트를 링크로 올리는 시간
propagation -> 그 비트를 전송하는 시간

loss

큐에 도착하는 패킷이 전송하는 패킷보다 많을때 로스가 일어남, 이전노드나 출발지에서 재전송할 수 도 있고 안 할 수도있다(통화)

Throughput

작은 통로에 속도가 맞추어짐

R = 코어부분(통신사가 설치하는 경우)

layer

순방향으로 헤더를 붙여서 보내고 역방향으로 해석함

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박승현
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