Network Edge

네트워크 에지는 저번에 살펴 본대로 네트워크의 가장자리, host 와 server 를 뜻한다.

정리하면, 인터넷을 사용해 어플리케이션을 실행하는 주체이다.

Access Network (접속 네트워크)

종단 시스템을 먼 거리에 위치한 다른 종단 시스템까지의 경로 상에 있는 첫 번째 라우터 즉, 가장 자리 라우터(edge router)에 연결하는 네트워크를 말한다.

아래 그림에서의 굵은 선들은 여러 종류의 접속 네트워크들을 나타낸 것이다.

end system이 첫 번째 라우터 (가장자리 라우터)에 연결하는 네트워크를 뜻한다.

이때 각 경로의 연결은 communication Link로 이루어진다.

-> communication Link에는 다양한 종류의 Physical media가 사용된다.

Physical media: wifi, 유선(구리선, 광섬유)...

케이블 인터넷 접속(cable-based access)

케이블 인터넷은 공유 방송메체이다.

데이터 국으로부터 다운스트림 된 신호를 각 가정에 전달하고 각 가정은 데이터를 아날로그 신호로 변환하여 업스트림한다.

케이블 headend

• 각 데이터 국으로부터 수신된 신호를 많은 세대가 시청할 수 있도록 신호를 가공, 증폭한 다음 분배해주는 시설

케이블 모뎀 (cable modem)

• pc에서 데이터를 전송할 때 (up stream) 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환해 준다.

스플리터 (splitter)

• 케이블 헤드엔드에서 오는 신호(down stream)에서 TV방송 신호와 일반 data 신호를 분리시킨다.

이때 여러 가정이 하나의 케이블 헤드엔드에 연결되어 있기 때문에 많은 사람이 동시에 송수신을 하고 있다면 전송률이 작아진다

-> 이러한 문제를 해결하기 위해 주파수 대역을 구분하여 여러개의 채널로 나눈다(FDM)

FDM: frequency division multiplexing

• 대역이 높을 수록 많은 data 전송에 유리하다.
  -> 다운스트림에 주로 높은 대역을 쓴다.(다운로드에 오랜 시간이 걸리니까..)

HFC (Hybrid Fiber Coax)

케이블에는 구리선과 광섬유가 사용된다.

광섬유는 빠르게 전송할수있지만, 비싸고 구리선은 싸지만, 신호 왜곡이 크고 느리다.

이러한 장단점을 보안하기 위해 구리선 광섬유를 섞어서 사용한다.

헤드엔드에 가까운 부분은 광섬유를 사용, 가정쪽에 가까운 부분은 구리선을 사용한다.(비대칭)

cf) FTTH(Fiber to the Home) 인터넷 접속 : 광섬유만 사용

DSL(Digital Subscriber Line) 인터넷 접속

가정은 유선 로컬 전화 서비스를 제공하는 같은 지역 전화 회사(telco)로부터 DSL 인터넷 접속 서비스를 받는다

DSL은 전화선(구리선)을 통해 고속 인터넷 접속을 제공하는 기술

• DSL은 아날로그 전화 신호와 디지털 데이터 신호를 동시에 전송할 수 있다.
  (서로 다른 주파수 대역을 사용 FDM)
• 전화선의 대역폭은 음성 통신용 대역폭을 초과하는 매우 넓은 범위를 제공하며, DSL은 이 잉여 대역폭을 사용하여 데이터를 전송.

DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer)

• 수백 ~ 수천 개의 가정들이 DSLAM에 연결된다.
• 가정에서 업스트림된 아날로그 신호를 디지털신호로 바꾸고(제공자 관점), 데이터와 전화 신호를 분리하여 인터넷으로 송신한다(ISP와 연결한다).
• DSLAM과 얼마나 떨어져 있는지에 따라 속도와 성능이 달라.

이때도 FDM(주파수 분할 다중화)을 사용한다

• 고속 다운스트림 채널 : 50 kHz ~ 1 MHz 대역
• 중간 속도의 업스트림 채널 : 4 ~ 50 kHz 대역
• 일반적인 양방향 전화 채널 : 0 ~ 4 kHZ 대역

DSL 표준

DSL 표준은 여러 전송률을 정의하며, 이 전송률에는 업스트림과 다운스트림을 포함된다. (다운스트림 채널이 업스트림 채널보다 빠른 전송률이 할당됨)

• 업스트림 속도 : 3.5 Mbps, 16 Mbps (느림)
• 다운스트림 속도 : 24 Mbps, 52 Mbps (빠름)

LAN(Local Area Network)

종단 시스템을 가장자리 라우터에 연결하는 데 사용된다.
여러 유형의 LAN 기술 중, 이더넷 기술이 기업, 대학, 홈 네트워크에서 가장 널리 사용되는 접속 기술

Wireless 접속

WLANs(Wireless Local Area Networks) 무선 LAN

쉽게말해 와이파이 환경이라 생각하면된다.

• 무선 랜 환경에서 무선 사용자들은 기업 네트워크에 연결된 AP(Access Point)로 패킷을 송•수신
• AP는 유선 네트워크에 다시 연결된다.
• 와이파이(WiFi) : IEEE 802.11 기술에 기반한 무선 랜 접속

Wide-area Cellular Access Network

우리가 밖에서 데이터를 쓰는 것이라 생각하면 된다.

• 모바일 폰으로 제공된다
• 10's Mbps
• 4G, 5G...

가정

기업

기업에서는 무선 유선을 같이 혼용한다.

• 이더넷(Ethernet): 랜선통신 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps
• wifi: 11, 54, 450 Mbps

Packet 전송 지연시간 계산

L bit의 패킷하나를 전송률로 나누어 L bit의 패킷을 링크상으로 올리는데 걸리는 시간이라고 생각하면 된다.

Physical media

bit가 다른 엔드 시스템으로 송수신 하려면...
-> 여러 링크와 라우터를 거쳐 송수신 하게 된다.

(첫 번째 라우터 : 비트를 수신 & 전송 → 두 번째 라우터 : 비트를 수신 & 전송 → 세 번째 라우터 : … )

-> 즉, 비트는 출발지에서 목적지로 전달될 때 여러 번 걸쳐 전송되며, 일련의 송신기-수신기 쌍(transmitter / reciver)을 거친다.

-> 비트는 물리 매체(physical media)상에 전자파나 광 펄스를 전파하여 전송한다.

physical media

• 여러가지 형태이며 각 송신기-수신기 쌍에 대해 같은 유형일 필요는 없다.
• 유도 매체(guided media): 유선 (안정적)
• 비유도 매체(unguided media): 무선 (신호왜곡 가능성 있다)

physical media의 종류

1. Twisted pair(꼬임 쌍선)

• 2개의 구리선이 꼬여있는 형태
• 가장 싸고 가장 많이 이용하는 전송 매체
• 랜선에 들어가 있음 (UTP)
• category5 - 100Mps, 1Gbps(이더넷)
• category6 - 10Gbps(이더넷)

2. Coaxial cable (동축 케이블)

• 꼬임쌍선처럼 2개의 구리선으로 되어 있으나, 두 구리선이 평행하지 않고 동심원 형태를 이룬다.
• 꼬임쌍선보다 더 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있다.
• 양방향(bidiredtional) / Broadband
• 다중 주파수 채널(채널당 100's Mbps)

3. Fiber optic cable (광섬유)

• 빠름(10's~100's Gbps) 초당 10~100기가비트에 이르는 높은 비트율
• 신호 오류 적음(전자기성 간섭x, 도청 어렵)
  -> 리피터의 간격이 멀다
  리피터: 약해진 신호 증폭시킴

4. 무선 라디오

• 전자기 스펙트럼으로 신호 전달
• 전방향 / halp-duplex(송수신 동시에 못함.. 무전기)
• terrestrial microwave(지상파 TV), WIFI, cellular, 위성