네트워크 코어
라우터들의 연결들로 구성되어 있다.
네트워크에서 데이터가 움직이는 것은 패킷 교환과 회로 교환 두 가지 방법이 존재한다!
패킷 교환
패킷이란?
네트워크 어플에서 종단 시스템은 서로 메시지를 교환한다.
- 호스트는 긴 메시지를 패킷이라 불리는 작은 데이터의 모임들로 나눈다.
각 패킷은 통신 연결과 패킷 스위치 사이를 떠돌아다닌다.
패킷: 데이터 통신의 단위!
패킷 교환: 저장-전달
대부분의 패킷 스위치는 저장-전달 기법을 전송에 사용한다.
저장 전달 기법
- 패킷 스위치는 패킷의 처음 비트를 보내기 전에 무조건 전체 패킷을 수신해야 한다.
End to End Delay = 2 * (L/R)
3개의 패킷이 전송되는 데 걸리는 시간
- L/R일 때, 라우터는 첫 번째 패킷을 보내기 시작한다.
- 2L/R일 때, 목적지에서 첫 번째 패킷을 받고, 라우터는 두 번째 패킷을 받는다.
- 3L/R일 때, 목적지에서 두 번째 패킷을 받고, 라우터는 세 번째 패킷을 받는다.
- 4L/R일 때, 목적지에서 세 개의 모든 패킷을 받았다.
패킷 교환: 대기열 지연 및 패킷 손실
각각의 패킷 스위치는 여러 개의 링크가 연결되어 있다.
각각의 링크에 대해 패킷 스위치는 출력 버퍼(출력 대기열)를 가지고 있다.
대기열과 지연
- 패킷의 도착 속도 > 패킷의 전송 속도: 패킷은 대기열에 머무르게 되고, 전송되기를 기다린다.
- 버퍼가 가득 찼을 때, 패킷은 손실될 수 있다.
패킷 교환: 전달 및 라우팅
-
전달: 라우터의 입력에서 적절한 라우터 출력으로 패킷이 이동한다.
-
라우팅: 라우팅 알고리즘을 통해 소스-대상 경로를 결정한다.
회로 교환
회로 교환에서는 통신 기간 동안 리소스(리소스, 링크 전송 속도)가 예약되어있다.
- Ex) 전화 네트워크
패킷 교환에서는 리소스들이 예약되어 있지 않다!
회로 교환의 종류: FDM, TDM
링크의 회로는 주파수 분할 다중화(FDM) 또는 시분할 다중화(TDM)로 구현된다.
FDM
한 전송로의 대역폭을 여러 개의 작은 채널로 분할하여 여러 단말기가 동시에 이용하는 방식이다.
TDM
링크의 높은 대역폭을 여러 연결이 공유할 수 있도록 하는 디지털 과정이다.
TDM은 하나의 전송로 대역폭을 시간 슬롯(Time Slot)으로 나누어 채널에 할당함으로써 몇 개의 채널들이 한 전송로의 시간을 분할하여 사용한다.
패킷 교환 vs 회로 교환
패킷 교환은 회로 교환보다 더 많은 사용자를 유치할 수 있다.
각 사용자가 활동할 확률이 있고, 활동을 할 때만 네트워크를 사용하기 때문이다!
패킷 교환에서의 주의사항
하지만 패킷 교환에서는 과도한 혼잡(패킷 딜레이 및 손실)이 가능하다
안정적인 데이터 전송, 혼잡 제어를 위해 프로토콜이 필요된다!!
네트워크들의 네트워크
종단 시스템은 접속 ISP를 통해 인터넷으로 연결된다.
어느 호스트끼리든 송수신을 할 수 있도록 접속 ISP들은 모두 다 서로 연결되어 있어야 한다!
접속 ISP들끼리 연결
하나의 글로벌 전송 ISP에 연결
여러 개의 글로벌 전송 ISP에 연결(IXP의 필요)
글로벌 전송 ISP는 비즈니스적으로 사업이 되기에 여러 기업들이 경쟁자로 존재할 수 있다.
그리고 글로벌 전송 ISP들끼리도 연결되어야 하기에 IXP(Internet eXchange Point)가 존재한다.
지역 네트워크에서 글로벌 전송 ISP로 연결
ISP에 접속망을 연결하기 위해 지역 네트워크가 발생할 수 있다.
콘텐츠 제공자 네트워크
구글과 같은 콘텐츠 제공자가 종단 사용자들과 가깝게 서비스와 콘텐츠를 제공하기 위해서 네트워크를 독자적으로 가동할 수도 있다.
