1.1 인터넷이란?

1.1.1 인터넷이란? : 구성요소 관점

computing device 사이에는 엄청나게 많은 연결이 존재한다.
-> 이러한 장치들을 host 또는 end system 이라고 부른다.
-> 서버, PC, 패킷 교환기(router, switch), 기지국 등의 장치들이 있다.
-> end system 들은 Communication link 와 Packet switch를 통해 거미줄처럼 모두 연결되어 있다.

Communication links
데이터를 전달하는 매체로 동축 케이블, 구리선, 광케이블, 라디오 스펙트럼 등의 물리 매체로 구성되어 있다.
-> transmission rate(전송률) : bandwidth(대역폭) 이라고도 한다. 각각의 링크들이 가지는 데이터 전송 속도로 초당 비트수(bps)로 나타낸다.

Packet switchs
중간에 데이터 전달을 위해 있는 디바이스들로 router와 switch가 있다.
-> Packet : 한 end system에서 다른 end system으로 데이터를 보낼 때 그 데이터를 세그먼트(segment) 단위로 나누고 헤더(header)를 붙여서 만든 데이터 덩어리 이다. 받는 end system 에서는 받은 packet들을 원래의 데이터로 재조립 한다.

Internet
네트워크의 네트워크로 ISP 간의 연결이다.
-> ISP(Internet Service Provider) : end system들은 ISP를 통해 인터넷에 접속한다. 통신사들이 대표적인 예이다. 그리고 각각의 ISP들 끼리도 연결되어 있어야 한다. 또한 ISP 사이에도 계층이 존재한다.

Protocol
메세지(데이터)의 전달, 회수 컨트롤 하는 통신 규약이다.
-> TCP/IP, HTTP, Skype 등이 있다.

Internet Standards
인터넷에 적용되는 기술들을 동일하게 적용 될 수 있도록 정하는 표준이다.

1.1.2 인터넷이란? : 서비스 관점

어플리케이션이 작동할 수 있도록 서비스를 제공해 주는 인프라구조 이다.
-> Web, VoIP, email, game 등이 있다.
-> 어플리케이션에 프로그래밍 인터페이스를 제공해 준다.

Distribution application(분산 어플리케이션)
서로 데이터를 교환하는 많은 end system을 포함하는 어플리케이션

1.1.3 프로토콜이란?

통신 개체 간에 교환되는 메시지 포맷, 순서뿐 아니라 메시지의 송수신, 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의한다.
-> 프로토콜에 따라 인터넷이 동작한다.

1.2 Network edge

Network edge - 네트워크 가장자리
hosts(직접 통신하는 end system) : 클라이언트(client), 서버(server)가 있다.
-> 클라이언트는 보통 사용자 즉, PC나 모바일 등을 의미한다.
-> 서버는 보통 데이터 센터에 존재한다.

1.2.1 Access networks and physical media

Access network

Access networ
사용자로 부터 인터넷으로 접속하기까지의 구간을 의미한다.
-> host 부터 첫번째 router 까지의 구간을 의미한다.

DSL(digital subsciber line)

전화선을 이용해 인터넷 접속 서비스를 받는다.
-> DSLAM을 이용해 voice(전화)는 전화망으로, data는 인터넷 쪽으로 보낸다.
-> upstream(집->서버)의 전송률 < 2.5 Mbps (typically < 1Mbps)
-> downstream(서버->집)의 전송률 < 24 Mbps (typically < 10Mbps)
-> 요즘은 잘 사용하지 않는다.

cable network

케이블을 활용해 인터넷에 접속한다.
-> HFC : 구리와 광을 이용한 케이블로 downstram의 전송률은 < 30Mbps, upstream의 전송률은 < 2Mbps로 up/down stream의 전송속도가 다르기 때문에 접속이 비대칭(asymmetric)이라 한다.

케이블을 통해 가정을 ISP 라우터에 연결한다.
-> 각 집들은 cable headend로 가는 access network를 공유한다.
-> DSL(dedicated access)과 달리 shared access로 여러 집에서 공유된다.(여러 가구가 동시에 다운하면 나눠서 하기 때문에 시간이 느려진다.)

Frequency division multiplexing : 신호의 주파수에 따라 보내는 내용(데이터, 비디오 등) 구분이 가능하다.

home network

Enterprise access networks(Ethernet)

주로 회사, 대학 등에서 사용한다.
-> 스위치를 통해 부서, 학과 별로 인터넷이 연결되도록 한다.
-> 전송률이 10Mbps ~ 10Gbps 까지 나온다.
-> 상호 연결된 스위치들이 더 큰 인터넷으로 연결된다.

Wireless access network
무선랜으로 와이파이 등을 의미한다.

wide-area wireless access : 통신사들이 운영하는 기지국을 통해 서비스 하는 네트워크이다.
-> 3G, 4G, 5G 등

와이파이 vs wide-area(5G)
와이파이 : 유선 인터넷의 접속 망의 맨 마지막에서 디바이스까지 무선으로 연장한 것으로 설계 자체가 멀리 있는 사용자를 목적으로 한 것이 아니다. 이동 목적 역시 없다(노트북 >> 핸드폰). unlicensed spectrum에 해당하는 주파수를 사용한다.(무료, 데이터 섞일 수 있음(품질 보장 x))

5G : 무선으로 이동하면서 전화 할 수 있도록 만들어진 시스템 에서 발전한 것으로 속도보다 이동성에 중점을 뒀다.(-> 전화보다 데이터 사용위주로 변화됨). licensed spectrum에 해당하는 주파수를 사용한다.(통신사에서 해당 대역을 사서 license를 받아서 사용하니까 유료, 각기 다른 주파수 쓰기 때문에 데이터 관리 가능(품질 보장))

Hosts: sends packets of data
host는 데이터를 전달하는 기능을 가지고 있다.
-> 전송하려는 데이터를 더 작은 사이즈로 잘라서 보내는데 이것을 packet 이라 부른다.

Packet : 데이터를 전달 할 때 해당 비트수를 한번에 보내는게 아니라 나눠서 보내는 것으로 보통 데이터 앞에 컨트롤 메세지(헤더)를 붙여서 보낸다.
-> 실제 전송되는 데이터 단위

전송시간 = (패킷당)비트수/전송률 = L/R
(전송률 = link transmission = link capacity = link bandwidth 라고도 불림, 초당 보낼 수 있는 비트수로 단위 생각 잘해야함.)

예) 1000비트 짜리 패킷, link 전송률 1Mbps
-> 전송시간 = 1000/10^6 = 1ms

physical media

데이터 통신에서 정보를 저장하거나 전송하는 데 사용되는 물리적 물질(구리 또는 유리)

• bit : 송신기와 수신기 사이에서 전파되는 데이터
• physical link : 송신기와 수신기 사이에 존재하는 회선
• guide media : 견고한 매체를 따라 신호가 전파됨 - 구리, 섬유, coax 등
  -> 유선이기 때문에 속도가 느려지면 안테나를 더 설치하면 된다.
• unguided media : 무선으로 신호가 자유롭게 전파됨 - 라디오 등
  -> 무선이기 때문에 신호 감쇄가 심하고 속도와 안테나의 개수와 상관 없다.(오히려 간섭이 일어남)

physical media

• twisted pair(TP, 꼬임쌍선) : 2개의 절연 동선.
• coaxial cable(동축 케이블) : 2개의 구리선. 동심원 형태를 이룸(평행 x).
• fiber optic cable(광선) : 속도가 빠름. 전자파의 영향이 적고 굉장히 멀리 이동 가능(신호 감쇠가 적음).
• radio : 무선(전자기 스펙트럼을 통한 신호 전달). 환경의 영향을 많이 받음. 간섭이 존재함(반사, 물체의 영향, 간섭 등).

출처 및 참고
https://wonder-j.tistory.com/37?category=819863
컴퓨터 네트워킹: 하향식 접근 7판
Computer Networking A Top-Down Approach 7-th Edition / Kurose, Ross / Pearson
서강대학교 기초컴퓨터네트워크 강의자료