인터넷 구성요소
네트워크 엣지
인터넷의 끝에 위치한 시스템
- 일상에서 사용하는 컴퓨터, 서버, 모바일 장치들을 말한다
- 응용을 실행시키기 때문에 호스트라고도 한다
- 보통 클라이언트와 서버로 구분이 된다
- 클라이언트는 일상에서 사용하는 장비들이다.
- 서버는 많은 요청을 받아들이고 처리하기 위한 고성능 장치이다. 보통 데이터 센터에 위치한다.
접속 네트워크
호스트와 목적지 호스트까지의 경로상에 있는 첫 라우터를 연결하는 것
DSL
- 전화 링크를 재활용하는 방법
- 전화선 등이 깔려 있다면 컴퓨터를 위한 링크를 새로 땅을 파서 설치하는게 아니라
있는 전화선을 재활용 - 이 전화선이 컴퓨터와 네트워크가 연결된 접속 네트워크 DSL이 된다.
isp에 집집마다 따로 전화선이 연결되어있는데 이 전화선에 컴퓨터 신호를 같이 보내면서 이 전화선이 접속 네트워크가 된다.
전화 신호와 인터넷 신호는 주파수가 다르니 섞이지 않고 같이 보내도 분리를 할 수 있다.
DSL 모뎀이 컴퓨터에서 오는 아날로그 신호를 고주파로 바꾸고 DSL을 이용해 기지국의 DSLAM으로 보낸다.
DSLAM은 받은 여러 신호중 컴퓨터에서 온 고주파를 디지털 신호로 바꾸고 isp로 보낸다.
DSL에는 집으로 오는 즉 다운로드 되는 신호가 더 많을 거다 그래서 보통 DSL을 보면 다은로드에 더 큰 주파수를 할당한다.
케이블 티비 선
- 모든 집을 거치는 공유 케이블 선이 있다.
- 각 집의 tv 또는 컴퓨터는 다른 주파수의 신호를 보내서 여러 집의 신호를 구분할 수 있다.
- CMTS에서 각 집의 신호를 먹스해 isp에 보낸다.
네트워크 코어
여러 라우터가 링크로 연결된 덩어리
- 호스트들은 보낼 데이터를 패킷으로 쪼개서 보낸다.
- 네트워크 코어는 각 패킷을 독립적으로 목적지에 전달한다.
패킷 스위칭
- 버스티한 인터넷 환경에서 좋다
- 사전 동작이 없다
- 자원을 공유한다
- 오디오 비디오처럼 품질이 좋아야 하는 경우 서킷 스위치처럼 자원을 독점할 수도 있다.
전송 지연(transmission delay)
패킷을 링크로 밀어 넣는데 걸리는 시간
- 패킷을 보내려면 바로 보낼 수 없고 먼저 링크에 모두 넣어줘야 한다. 이때 걸리는 시간이 전송 지연
- 패킷의 크기를 L 링크의 대역폭= 전송률 = 용량 = R 이라 할 때 전송 지연은 L/R
두 번 홉을 하고 전파 지연은 없다고 할 때 총 3개의 패킷을 보낼 때 전송 지연은 4L/R
큐잉 지연과 로스
큐잉
라우터로 들어오는 양이 나가는 양보다 많을 때 들어오는 패킷이 라우터의 큐에서 기다리는 것
큐잉 로스
큐가 점점 차다 꽉 차서 더이상 큐에 넣지 못하는 경우 패킷을 버리는 것
- 현제 네트워크의 대부분의 로스는 큐잉 로스
- 유선 환경에서는 큐잉 로스가 유일한 로스
- 도착하는 양이 나가는 양보다 항상 많으면 계속 큐잉과 로스가 일어나니 고장난 시스템이라 함
큐잉 지연
큐에서 기다리는 시간
라우터의 핵심 기능
라우팅
한 곳에서 다른 곳으로 가는 방법을 찾는 것
- 라우팅을 하려면 어떤 라우터로 가기 위한 비용이 얼마인지 라우터끼리 알아야 한다.
- 즉 비용을 알아내기 위해 라우터끼리 소통을 해야 하고 이는 프로토콜이 필요함을 뜻한다.
- 라우팅을 위한 프로토콜을 라우팅 프로토콜이라고 한다.
- 라우팅 알고리즘은 포워딩 테이블을 만드는데 여기에는 목적지에 따라 어느 링크로 가야하는지가 들어있다.
포워딩
인풋 포트로 들어온 패킷을 아웃풋 포트로 보내는 것
서킷 스위칭
- 두 호스트가 통신시 할당받은 서킷을 독점한다.
- 서킷을 독점한다는 것은 링크를 독점한다는 것이 아니다.
- 따라서 다른 사람들은 기다려야 할 수도 있다.
- 예를 들어 전화를 할 때 말하지 않는 시간이 있다면 다른 사람이 자원을 이용하면 더 효율적인지만 서킷 스위칭은 그러지 못한다.
인터넷 구조
ISP
- 한 호스트와 다른 호스트를 연결해주는 인터넷 서비스를 제공하는 것
- 인터넷 서비스 사용자는 모르지만 ISP 내부는 복잡하다.
- 전세계 사람들을 인터넷으로 연결하려면 하나의 ISP로는 부족하다. 따라서 ISP끼리 서로 연결되어야 한다.
구조 1
- 작은 지역의 인터넷 연결을 담당하는 걸 access ISP라고 할 때 전세계 사람들을 연결하는 가장 나이브한 방법은 전세계의 수많은 access ISP 끼리 연결하는 것이다.
- 이는 O(N^2) 번의 연결이 필요하여 스케일러블하지 않다.
구조 2
- 글로벌 ISP가 가운데 위치
- 접근 ISP는 글로벌 ISP 하나에만 링크로 연결하면 전 세계와 연결 가능
- 글로벌 ISP를 공급자 돈을 내고 인터넷 서비스를 이용하는 접근 ISP를 소비자라 할 수 있다.
구조 3
- 수익 또는 서비스의 안정성을 위해 여러 글로벌 ISP가 생기면서 글로벌 ISP끼리 서로 연결되었다.
- 지역의 여러 접근 ISP와 연결해 서비스를 제공하는 지역 ISP가 생겼다.
- 지역 ISP는 글로벌 ISP와 연결되어 자긴에게 연결된 접근 ISP에게 서비스를 제공한다.
- 큰 지역 ISP가 작은 지역 ISP와 연결되기도 한다.
- 접근 ISP가 글로벌 ISP와 직접 연결되기도 한다.
구조 4
- 작은 ISP가 큰 ISP의 서비스를 이용하려면 돈을 내야하는데 이걸 줄이기 위해 근처에 있는 비슷한 규모의 ISP와 직접 연결하기도 한다.
- 큰 ISP를 거쳐서 가지 않아 비용이 줄고 이런 관계를 피어라고 한다.
- 동료 관계의 ISP 사이에는 IXP가 있어 서로 직접 데이터를 주고받을 수 있다.
구조 5
- 현제 인터넷의 구조
- 최상위에 글로벌 ISP같은 1티어 ISP 뿐만 아니라 구글 유튜브 같은 회사에서 서비스를 제공하기 위해 만든 content-provider 네트워크도 있다.
content-provider 네트워크
- 예를 들어 유튜브의 경우 여러 지역에 서버를 만들고 콘텐츠를 복사한다.
- 그러면 지연 시간을 줄여 더 좋은 서비스를 제공할 수 있다.
- content-provider 네트워크는 티어 1 ISP를 우회하기 위해 작은 ISP와 직접 연결되기도 한다.
- 전세계에 서비스를 제공하기 위해 티어 1 ISP와 연결이 불가피하기도 하다.
- 회사의 좋은 서비를 이용하기 위해 ISP들이 연결하고 싶어하기도 한다.
