1.1 what is internet?
host = end system = 네트워크 앱을 실행시키는 단말 기기들
communication link
- wired: fiber, opper,coex
- wireless:radio,statellite
transmission rate = bandwidth = 초당 몇 비트 전송 가능?
packet switch: forward packet.
*packet= chunk of data
Internet: "network of network"- interconnected ISP
ISP란? Internet service provider: 네트워크들을 연결.
protocols: control sending, receiving of msg. 메세지의 format, order, action을 정의해놓은 것.
IETF: Internet Engineering Task Force 표준화기구
RFC: IETF에서 작성한, Request For Comment 표준화문서
*3,4,5계층은 IETF에서 표준화. 2계층은 IEEE에서 표준화.
core network의 핵심 기능은 postal(우편) service= delivery
1.2 Network Edge
host: client and server
access network, physical media: host가 core network에 접속하기 위해 가장 처음 접속하는 네트워크
network core: 네트워크 장비들끼리 연결
Access network and physical media
Q: end system과 edge router 어떻게 연결?
A: by residential access nets, 회사와 학교의 경우 by Insitutional access networks, by mobile access network
Access network: Digital Subscriber Line(DSL)
DSLAM: data는 Internet으로, voice는 telephone net으로, 집에 있는 splitter가 데이터 종류 분류에서 중앙 office의 DSLAM에 보낸다. (dedicated)
집에서 업로드: uplink. 약 1Mbps(느림)
집에서 다운로드: downlink. 약 10Mbps(빠름)
ADSL: 사용자가 전화국에서 멀어지면 속도 ↓
VDSL: 사용자가 전화국에서 멀어져도 Rbps 유지.
FTTH: Fiber to Home. 광섬유를 집까지 연결. KT가 FTTH 기술인 Fios 실행
Access network: cable network
HFC: Hybrid Fiber Coas (shared)
down stream은 약 30Mbps, upstream은 약 2Mbps
Enterprise access networks(Ethernet)
layer 2 switch protocol로 통신(부서끼리 통신): 내부간 traffic이 많고 거리가 짧음.
Etehrnet cable의 coverage에 따라 스위치로 묶음
- Fast Ethernet(FE): 10/100Mbps
- Gigabit Ethernet(GE): 1/10/100/1000 Gbps
wireless access networks-indoor
wireless LANs: 실내. 100m 안쪽. indoor.
wireless access network-outdoor
WAN: 이동하면서도 끊김없이 인터넷 사용이 목표.
wide-area wireless access- provided by telco(cellular) operator.
1G:아날로그
2G:디지털,SMS
3G:Internet, 화상통화
4G:글로벌, 스트리밍
5G:IOT, VR/AR(고용량)
Host: send packet of data
applciation의 msg를 Lbit짜리 조각인 packet으로 나눠 전송.
패킷전송 속도 = transmission rate = link capacity = link bandwidth = R (bits/sec)
*transmission delay= L(bit)/R(bits/sec)
라우터는 전송(forward)만 하고, 쪼개고 합치는건 host가 담당.
1.3 Network Core
Two key packet switching Function
routing: pkt의 헤더값 보고 routing table 만든다. (nation wide한 관점)주소 만들기.
forwarding: =switching. pkt을 다음 라우터의 output port로 전송.
L bit pkt을 R bps 링크로 보낼때 걸리는 시간: L/R
store and forward: 전체 패킷이 라우터에 다 도착한 다음에 다음 링크로 전송(패킷이 갈갈이 찢어져 미아되는 거 방지)
packet switching: queueing delay, loss
input queue의 arrival rate > transmittion rate 이면 오버플로우 발생 → loss
패킷 스위팅은 시작 전 오버헤드 x 하지만 도중 queueing delay 오버헤드
Alternative core: Circuit Switching
어떤 회선 쓸지 미리 정해둠. setup delay 있지만 가는 도중에 delay는 없음!
dedicated resources → no sharing, guaranteed
telephone network에 유용
Circuit Switching: FDM vs TDM
FDM: Frequency Division Multiplexing. full rate은 불가능.
TDM: Time Division Multiplexing
- stational TDM: 들어간 순서대로 줄줄줄... full rate 가능
- synchronous TDM: 시간대 선점. full rate 불가능(한 명만 이용중이어도 자기 시간대에만 쓰므로)
circuit switching은 FDM과 synchronous TDM사용packet switching은 stational TDM사용(store&forward 필요)
Circuit Switching vs Packet Switching
packet switching
좀 더 융통성 있기 때문에 더 많은 유저 감당 가능.
재수 없으면 loss, delay 가능성
link의 큐 사이즈 조절 등 네트워크 설정 잘 해야 함.
no call set up 대신 큐잉 딜레이 있음.
bw를 다이나믹하게 사용함.
circuit switching
동시간대에 접속할 수 있는 유저의 수의 한계 있음.
call set up delay 있음.
guaranteed service.
고정된 bw.
오디오나 비디오 앱 등 bw sensitive(guaranteed)하고 delay sensitive한 애들은 circuit switching이 좋다.
Internet Structure: network of network
end system은 access ISP와 연결되어 있고, access ISP는 다른 access ISP들과 연결(Interconnected)
이런 구조를 구현하기 위해..
1. 모두 연결(fully meshed): O(n^2) → 불가능
2. 같은 계층 ISP끼리의 peering link 연결(정치적 이해관계에 따라..) → 직접 통신하여 비용 절감. 서로 주고받는 통신량이 비슷하면 좋다.
3. ISP끼리 연결된 제 3의 IXP(Internet Exchanging point) → ISP끼리 제 3의 위치에서 연결. 스위치를 통해 local traffic 교환. 우리나라에 6개 있다.
two tier hierarchy(global provider + access ISP)?
→인프라 문제로 사실상 불가능!
multi tier hierarchy
몇 계층 짜리 트리일진 정해져 있지 않고, 맨 위를 tier 1 ISP(최상위 계층 ISP)라고 한다.
Intent structure: Content Provider Network(CPN)
비용 감소, 쉬운 서비스 제어 위해 자신만의 private net 증설. 하지만 대부분 tier 1은 아니어서, tier1을 타고 들어오기도...
즉...
tier-1: commercial ISP. 국가 사이 네트워크 연결 담당.
CPN: 사설 네트워크. tier1과 regional ISP 사이를 우회하기도 한다.(어쨋든 티어1에 물려있긴 해야함)
Point of Presence(PoP)
같은 지역 라우터들의 집학. customer IsP가 상위 provider ISP에 연결되는 지점.
Mult Home
두 개 이상의 상위 ISP(provider ISP)에 연결.(중복 연결) 어떤 상위 ISP 하나에 문제 생겨도 정상 연결 유지할 수 있다.
