네트워크 코어 :패킷,서킷, 스위칭, 인터넷 구조

• 상호 연결된 라우터의 메쉬
• packet-switching: 호스트는 응용 프로그램 계층 메시지를 패킷으로 분해한다.
  - 한 라우터에서 다음 라우터로 패킷을 전송하고, 소스에서 대상으로 경로의 링크를 통해 패킷을 전송한다
• 꽉 채운 링크 용량으로 전송되는 각 패킷

패킷 스위칭

저장하고 전송

전송 지연 : 전송하는데 앞선 포스트에서 본 L/R초가 걸린다.
저장하고 전송 : 다음 링크 내용을 전송하기 이전에 전체 패킷은 무조건 라우터에 도착한다.
엔드-엔드 지연 : 2L/R

큐잉 딜레이, 로스

링크에 도달하는 속도(bps 단위)가 일정 기간 동안 링크의 전송 속도(bps)를 초과하는 경우:
패킷은 출력 링크에서 전송되기를 기다리는 대기열이 된다.
라우터의 메모리(buffer)가 가득 차면 패킷이 떨어지거나 손실될 수 있다.

두개의 네트워크 코어 기능

Fowrading

Local Action

• 라우터 인풋링크에서 적절한 라우터 아아웃풋 링크로 도착할 패킷을 이동 시킨다.

routing

Global Action

• 패킷이 전송하는 원본 대상 경로 결정
• 라우팅 알고리즘

그러니깐 위에 사진을 보면, 패킷의 헤더에 있는 숫자 4개를 보고 로컬 포워딩 테이블의 헤더 벨류를 보고 아웃풋 링크를 선택한다. 그래서 2번 링크를 선택해서 이동하는데 이에 있어서 라우팅 알고리즘이 작동하는것을 볼 수 있다.

이렇게 패킷은 하나하나 거쳐가면서 원하는 destination으로 rotuer내에서 이동할 수 있게 되는 것이다.

패킷 스위칭의 대안 : 서킷 스위칭

최종 리소스 할당, 소스와 대상 사이의 "call"를 위해 reserved해둔다.

그림을 보면, 각 링크에는 4개의 회로가 있다.

• call 은 상위 링크에 두 번째 회로가 있고 오른쪽 링크에 첫 번째 회로가 있다.
  전용 리소스 : 공유 없음
• 회로와 같은 (guarant 시드) 성능
  호출에 의해 사용되지 않는 경우 회로 세그먼트 유휴(공유 없음)
  전통적인 전화망에서 일반적으로 사용된다.

FDM & TDM

FDM(Frequency Division Multiplexing)

주파수 분할 멀티플렉싱이라고 보면 된다.
각각의 call은 자신의 대역을 할당하고, 그 좁은 대역의 최대 속도로 전송할 수 있다.

TDM(Time Division Multiplexing)

시간을 나누고 슬롯을 준다.
각각의 call은 주기적 슬롯을 할당 받는다.
타임 슬롯동안 주파수 대역의 최대 속도로 전송할 수 있다.

Packet switching vs circuit switching

packet switching allows more users to use network!
뭐 서킷 스위칭도 말해줬는데 결론은 패킷 스위칭이 더 많은 유저가 네트워크를 사용할 수 있도록
허용한다!

우슷개 소리로

Is packet switching a “slam dunk winner”?

뭐 패킷 스위칭이 슬램덩크 승자냐~라는 질문인데,

• "버스트" 데이터에 적합하다고 말할 수 있다.– 전송할 데이터가 있는 경우도 있지만 그렇지 않은 경우도 있다
  • 리소스 공유
  • 단순, 통화 설정 없음

• 과도한 혼잡 가능: 버퍼 오버플로로 인한 패킷 지연 및 손실이 발생할 수 있다.
  신뢰성 있는 데이터 전송, 혼잡 제어에 필요한 프로토콜이 필요하다.

• 회로와 같은 동작을 제공하는 방법은 무엇입니까?
  - 전통적으로 오디오/비디오 애플리케이션에 사용되는 대역폭 보장

패킷 스위칭이 뭐고 서킷 스위칭이 뭔지를 알고 있고 두개 차이점 그리고 무조건적으로 패킷 스위칭이 좋은게 아니라 상황에 따라 다르다는것을 알고 있어야하는게 중요핟.

인터넷 구조 : 네트워크의 네트워크

• 호스트는 엑세스 인터넷 서비스 프로바이더를 통해 인터넷을 연결 할 수 있다.
  (누구든~)
• 액세스 ISP를 상호 연결해야 한다.
  이를 토대로, 임의의 두 호스트가 서로 패킷을 보낼 수 있습니다
• 결과적인 네트워크 네트워크는 매우 복잡합니다
  진화는 경제와 국가 정책에 의해 주도되었왔다~

현재 인터넷 구조를 설명하기 위해 단계적으로 접근해 보자

Question: given millions of access ISPs, how to connect them together?

뭐 직접적으로 다 연결하면 말도 안된다.
그래서 우리에게는 global ISP가 있는것이다.

그런데 이렇게 하나의 ISP만 있는것도 당연히 말이 안되지않느냐....

그럼 어떻게?

지역별로 더 있다.

그런데 또 문제점이 있다....

만약 이렇게 지역 내로만 연결되는 ISP가 있다고 보자

엄..그래!
SKT, KT, U+ 각자 통신사가 있는데 각 통신사를 같은걸 사용하는 사람끼리만 전화나 메세지가 되면 누가 사용하겠냐!!!

그래서 이런 IXP(Internet Exchange point)가 존재하고 이를 토대로 다른 통신사여도 연결할 수 있는것이다.

그리고 global에 가기 앞서 regional ISP가 존재하여 이를 Global ISP로 연결해준다.

여기서 끝이 아니다... 우리가 아는 구글 마이크로 소프트와 같은 기업들은 그들 자신만의 네트워크가 필요하다 이는 content provider network라고 보자.

그렇기에.... 네트워크의 네트워크는 우리가 모두 개개인별로 연결 할 수 없으니깐 대행업체?같은것들이 계속 중간에 끼고 껴서 분산 하고 통합하고 해서 탄생했다고 보면된다.

여기서 Tier1 ISP는 AT&T KT, SKT이런데라고 보면 되고 Google은 content provider networks라고 보면 된다.

네트워크 코어가 생각보다 길어져서 퍼포먼스는 다음 포스트에서 보도록 하자.