[Network] 0. 기본

Circuit switching

• 데이터를 보낼 때 전용 회선을 이용함
• 일정한 속도를 보장받을 수 있음
• e.g) 1Mb/s link를 10명의 user에게 100kb/s로 나눔

FDM

• 주파수를 범위에 따라 독점적인 사용자를 정함

TDM

• 주파수를 시간으로 나눠서 독점적인 사용자를 정함

Packet switching

• 데이터를 packet 단위로 쪼개서 데이터를 보내는 방식
• 하나의 link를 여러명이 공유함
• 사용자가 몰리면 queuing delay가 발생할 수 있음

=> 혼잡정도에 따라서 packet switching이 더 빠를수도, circuit switching이 더 빠를수도 있음, 하지만 보통 packet switching이 더 빠름

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packet processing delay

d(proc) = nodal processing delay

• check bit errors
• determine output link

d(queue) = queuing delay

• 하나의 hop 에 걸리는 delay 중 유일하게 가변적
• transmission 될 때까지 queue에서 대기하는 시간
• router의 congestion 정도에 따라 결정됨

d(trans) = transmission delay

• link에 밀어넣는 시간
• L: packet length(bits)
• R: link bandwidth(bps)
• d(trans) = L/R

d(prop) = propagation delay

• link를 통해 전파하는데 걸리는 시간
• d: length of physical link
• s: propagation speed in medium
• d(prop) = d/s

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packet loss

• queue에서 발생
• queue size에 넘어서는 packet이 들어오게 되면 packet들이 버려지게 되면서 loss 발생
• queue size가 너무 크면 대기 시간이 길어지게 됨

throughput

• 단위 시간당 전달되는 packet의 양
• 서로 다른 bandwidth 를 가진 link 가 router 로 연결되어 있으면 더 작은 bps로 throughput이 결정됨
• 
  • end-end throughput은 min(Rs, Rc, R/10) 으로 결정됨

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protocol

• internet의 모든 protocol은 layering 구조로 구성되어 있음
• layering은 다음과 같은 장단점이 있음
  • 장점
    • 복잡한 시스템을 파악하기 용이함
    • 유지 보수에 효과적임
  • 단점
    • layer가 밑의 layer와 기능적으로 중복될 수 있음
    • layer가 기능을 위해 다른 layer의 정보가 필요한 경우 overhead가 발생할 수 있음

Internet protocol stack

• soruce의 상위 계층에서 메세지를 만들고 encapsulate해서 하위 계층으로 내려보냄.
  • encapsulate 과정에서 각 계층에서 자신의 정보에 해당하는 header를 붙임
• destionation에서는 decapsulate해서 메세지를 전달받음
• 각 계층에서 header를 붙여서 만드는 것을 PDU(protocol data unit) 라고 함 (e.g, segment, datagram, frame, message)
• application: network application을 지원함 (=> message)
  • e.g) FTP, SMTP, HTTP
• transport: host to host의 data를 전송 방식 결정 (=> segment)
  • e.g) TCP, UDP
• network: source to destiantion의 datagram을 routing (=> datagram)
  • e.g) IP, routing protocols
• link: data transfer between neighboring network elements (=> frame)
  • link 마다 frame의 종류가 다름
  • e.g) Ethernet, WiFi
• physical: bits on the wire

encapsulation

• soruce는 5계층이 다 필요하지만, switch는 2계층, router 3계층만 받으면 됨
• switch는 단순 link의 경유지 역할만, router는 routing이 필요하기 때문임
• frame을 받으면 역순으로 header를 떼고 다음 홉을 위한 header를 붙여 새로운 frame을 만들어서 link를 통해 transmission함
• destination에 도착한 데이터의 link, network의 header는 router에서 만든 header로 source에서 만든 header와 다름

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