❗️Notice❗️
저의 velog에 작성된 글은 모두 저의 주관적인 생각 및 이해를 바탕으로 작성된 글이므로
정확하지 않은 내용을 있을 수 있음을 알립니다.
[교재] Computer Networking : A Top-Down Approach 8th저번 Post에서는 Internet과 Protocol에 대해 알아봤습니다. 오늘은 Internet structure 중 Network edge에 대한 전반적인 내용에 대해 알아보겠습니다
1. Network edge?
Internet structure는 크게 Network edge와 Network core로 나눠져 있습니다.
Network edge에는 end-system, router/switch, link등이 있는데
이들이 각각 어떻게 작동하는지 알아보겠습니다.Network edge에는 대부분 host가 사용하는 공간이라고 생각하시면 되겠습니다. 저번 시간에 말씀드렸다시피 host는 client와 server라고 생각하시면 되는데, 그렇기 떄문에 다음에 학습할 Network core보다 복잡한 형태를 갖추고 있습니다.
여기서 client는 그냥 사용자라고 생각하시면 되고 server는 데이터를 저장하는 공간으로, 주로 Data center에 위치하고 있습니다.
2. How to connect end-system and edge router?
end-system은 host가 사용하는 system을 통들어 말한다고 생각하면 된다.
얘를 들면 우리가 평상시 사용하는 device, wifi 공유기, data center 등을 말한다.
edge router는 end-system에서 데이터를 주고 받을 때 거치는 데이터 전달기라고 보면 되는데,
data를 signal로 바꿔준다.결론부터 말하자면, access network을 이용한다. access network는 end-system과 edge router를 연결하는 방법으로는 유선통신인 cable-based access network와 무선 통신인 wireless network가 있다. 각각 어떤 것들이 있는지 알아보자.
3. Access network : Cable-based (HFC, DSL)
- HFC 방식
HFC란 Hybrid Fiber Coax의 약자로 동축케이블을 말한다.
동축케이블이란 하나의 중심선이 있고 그 주변에 여러 선이 연결된 선을 말한다.
이 방식은 보통 data, TV를 연결하는데 사용된다.
그림을 확인하면 하나의 중심선에 여러 가구에서 뻗어나온 선들이 같이 연결된 모습을 볼 수 있다. 각 집에서 흘러나온 signal은 cable headend라고 하는 termination system에 들어가고 이는 ISP로 연결된다. 여기서 드는 의문점은 "하나의 케이블로 어떻게 각 집을 구분할까?"라는 점이다. 여기서 FDM 기술을 사용한다.
FDM?
FDM은 Frequency Division Multiflexing의 약자로 주파수를 모두 다르게 맞춰서
서로 다른 channel을 사용하게 하는 방법이다.
2. DSL 방식
DSL이란 Digital Subscriver Line의 약자로 HFC 방식과는 달리 각자 분리된 선을 이용하며
주로 data, 전화(voice)를 연결하는데 사용된다.
그림을 보면 가정집마다 분리된 cable을 사용하는 것을 확인할 수 있다. 그렇기 때문에 따로 FDM 기술을 사용하지 않는다. 하지만 DSL 방식의 경우 voice, data를 연결하는데 사용되는만큼, 이게 voice인지 data인지 구분할 필요가 있다.
DSLAM으로 무언가가 들어오면 이게 voice인지 data인지 확인한다. 그리고 만약 voice라면 telephone network로 보내고, data라면 ISP로 보낸다.
🫣 추가적으로..
edge router와 end-system이 데이터를 주고 받을 때 특징이 한가지 있는데, 그것은 바로 upstream과 downstream의 transmission rate를 달리하여 효율을 높인다는 것이다. 여기서 upstream은 data center로 가는 방향, downstream은 가정집으로 가는 방향이라고 가정할 때, upstream 보다 downstream의 data transmission rate가 더 높다.
이렇게 하는 이유는 "효율"에 있다. 가정집의 입장에서는 그냥 'TV 채널 하나'를 보는 것이지만, data center의 입장에서는 여러 가정의 channer을 송신해야하기 때문에 집에서 data center에 가는 것은 조금 천천히, data center에서 가정집으로는 빠르게 하는 것이 같은 비용을 들이더라도 조금 더 높은 효율을 보일 수 있을 것이다.
4. Access network : Wireless networks (WLANs, Cellural)
- WLANs
WLANs란 Wireless Local Area Networks의 줄임말로 특정지역에서만 사용가능한
무선 통신을 이야기한다.우리가 주로 사용하는 WIFI가 WLANs에 속하며 WIFI는 공유기 근처에 있을 때만 사용가능 한 것을 확인할 수 있을 것이다.
- Wide-area cellural access networks
WLANs와는 달리 Wide-area에서 사용가능한 무선 통신을 이야기한다.IPhone 이용자는 cellural이라는 말이 익숙할텐데, 이는 WIFI와는 달리 공유기가 없어도 데이터 잔량만 있다면 어디서든 사용할 수 있다.
5. Links : physical media (TP, Coaxial cable, Fiber optic cable)
physical media?
송신기와 수신기 사이에 있는 것으로 guided media(유도매체 : 유선통신)과
unguided media(비유도매체 : 무선통신)로 나눌 수 있다. guided media에는 copper(구리),
fiber(섬유), coax 등이 있고, unguided media에는 라디오가 있다.1. TP (Twisted Pair)
두 개의 copper wire를 비비꼬은 형태의 선이다.2. Coaxial cable
중심에 copper wire가 있고, 겉에 구리망이 감싸져있는 형태의 선이다. 양방향 통신이 가능하며
broadband를 사용한다.broadband?
band는 baseband와 broadband 두 가지 방식으로 나뉜다. baseband는 digital signal로 오직 하나의 통신선로에 하나의 신호만 전송한다. 이와 달리 braodband는 analogue signal로 하나의 통신선로에 여러 개의 신호를 전송할 수 있다.
3. Fiber optic cable
여러 개의 fiber로 이루어진 선으로 광섬유라고 불리며 대역이 넓고 속도가 빠르며 noise가
적어 error rate가 적다.4. Wireless radio
broadcast, half-duplex의 방식을 통해 전자기파의 형태로 전송한다.
radio는 reflection(반사), interference(간섭), 다른 사물(건물)과의 충돌애 의해 악영향을
받을 수 있다.braodcast?
다음은 cast의 유형별로 sender : receiver의 관계를 나타낸 표이다.
| unicast | broadcast | multicast | anycast |
|---|---|---|---|
| 1 : 1 | 1 : all | 1 : n ≤ all | 1 : 1 ∈ n |
half-duplex?
half-duplex란 한 방향으로만 주어진 시간에 전송하는 형태를 말한다.
👉 이를 보면 방송국(하나의 지점)에서 전국민이라는 한 방향으로, 주어진 시간에 전달하는 radio가 broadcast임을 확인할 수 있다.
마치며
오늘은 Network edge에 대한 내용들을 다뤄봤습니다. 하나하나 디테일하게 적으려니까 양이 꽤 많네요.. 공부하는데 도움이 되셨으면 좋겠습니다! 다음 시간에는 Network core와 router에서 이뤄지는 packet switching에 대한 내용을 다뤄보겠습니다! 수고 많으셨습니다 :)
