컴퓨터 네트워크 1장 introduction에 대해 톺아보자

컴퓨터 네트워크 서적에 기반하고 있으며, 이해를 바탕으로 작성됐다.

해당 장에서는 전반적인 컴퓨터 네트워크에 대한 로드맵 및 개요를 제시해주는 챕터이다.
그래서 학습을 한다고 하기보단, 컴퓨터 네트워크에서 어떤게 있고, 어떤걸 배우구나 라는 빅피쳐를 그리는 챕터라고 보면된다.

개요

해당 챕터에서는 아래 항목들에 대해 알아갈 예정이다.

• 인터넷
• 프로토콜
• 네트워크 엣지 : 호스트, 엑세스 네트워크, 피지컬 미디어
• 네트워크 코어 : 패킷/서킷 스위칭, 인터넷 구조
• 퍼포먼스 : loss, delay, throughput(처리율)
• 보안
• 프로토콜 레이어, 서비스 모델
• 역사

인터넷

인터넷에 대해서 먼저 알아보자
우선, 교재에서는 nuts and bolts view 라고 표현하는데 이는
기계에서 너트와 볼트는 가장 기본적인 부분인 것과 같이 기본의 비유라고 보면된다.

즉, 인터넷의 기본적인 관점을 보면 아래와 같다.

수백만 연결의 컴퓨팅 기기

호스트는 엔드 시스템 즉, 제일 마지막에 도달하는 시스템을 호스트라고 한다. 우리라고 보면 된다. 즉, 인터넷의 가장자리에서 네트워크 앱이 실행된다고 생각하면 된다.

패킷 스위치

forward packets이라고 하는데, 이는

다양한 네트워크들을 연결하는 스위칭이나 라우팅 장비에서 수행되는 동작으로, 들어온 패킷의 헤더 정보를 이용하여 최종 목적지 네트워크을 향해 패킷을 내보내 주는 일련의 단계. 초기 인터넷에서는 패킷의 2계층과 3계층의 헤더 정보만으로 이루어졌으나 최근에는 4계층 헤더까지 참조하는 패킷 분류(packet classification)를 수행하고 있으며, 오디오나 비디오 스트리밍의 서비스 품질(QoS) 보장과 방화벽, 웹 스위칭 등 다양한 서비스를 제공하는 5계층 이상의 헤더 정보도 참조하여 수행하게 된다.
출처 : 한국정보통신기술협회
을 수행하는 라우터, 스위치가 있다.

커뮤니케이션 링크

구리, 섬유, 라디오, 위성과 같이 대역폭(badnwidth)를 전송률로 하는 커뮤니케이션 링크가 있다.

네트워크

기기, 라우터, 링크 모음으로 조직에서 관리한다고 보면 된다.

이런것들의 집합체가 인터넷이다~ 라고 보면되는데...
아직까지 모호해서 다가오지 않는다.

그렇다면 인터넷이 뭔지 자세히보자.

네트워크들의 네트워크 - 인터넷 : internet - Network of Networks

즉 인터넷은 네트워크들의 네트워크다.
이는 상호 연결된 ISP(Internet Service Provider)들이 라고 말할 수 있다.

어디든 있는 프로토콜 : Protocols Are Everywhere

그리고 프로토콜은 어디든 있다 라고 생각할 수 있는데,
이를 토대로 message의 수신, 발신을 컨트롤 하고 HTTP, Streaming Video, Skype..와 같은 다양한 우리가 알고 있는 것들이 모두 프로토콜과 관계 있다고 볼 수 있다.

인터넷의 기준 : internet standards

RFC: Request for Comments : 비평을 기다리는 문서(이러한 출판의 목적은 자신의 새로운 생각 및 정보에 대해 전문가 비평을 바라는 것, 혹은 그러한 생각을 단순히 전달하는 것)
IETF: Internet Engineering Task Force : 국제 인터넷 표준화 기구

이제 기본에서 벗어나 서비스의 관점에서 인터넷을 봐보자

“service”관점에서의 인터넷

인프라 구조는 다양한 우리가 사용하고 있는 web, streaming video,.. 를 위해 제공 되고 있으며 분산 응용 프로그램에 대한 프로그래밍 인터페이스를 제공한다.

"hooks"를 사용하여 인터넷 전송 서비스에 연결할 수 있는 앱을 전송/수신 할 수 있으며, 우편 서비스와 유사한 서비스 옵션을 제공한다.

프로토콜이란 무엇일까?

컴퓨터 네트워크와 사람들이 하는 프로토콜이 위와 같다

대충 짐작이 가지않는가?

프로토콜은

프로토콜은 컴퓨터 내부에서, 또는 컴퓨터 사이에서 데이터의 교환 방식을 정의하는 규칙 체계이다.기기 간 통신은 교환되는 데이터의 형식에 대해 상호 합의를 요구, 이런 형식을 정의하는 규칙의 집합을 프로토콜이라고 함

Network edge: hosts, access network, physical media

인터넷 구조를 더 가까이보자

Network edge

트로 이뤄져있는데 호스트는 우리가 알고 있는 클라이언트 서버들이라고 보면 된다.
서버는 보통 데이터 센터에 있다.

Access networks(접속 네트워크), 물리 미디어

위에 보이는거와 유선또는 무선 소통 링크이다.

Question : 엔드시스템을 엣지 라우터에 연결하는 방법은 무엇인가?

• residential 출입망
• 기관 접속 망(학교, 회사 등등..)
• 액세스 네트워크(WiFi, 4G/5G)

What to look for:
엑세스 네트워크의 전송 속도는?
사용자 간의 공유 액세스 또는 전용 액세스?

Network core

상호연결된 라우터와 네트워크라고 보면된다.

Access networks를 더 자세히 보자.

cabled-based access

엄.. FDM(Frequency Dvision Multiplexing)이라고 보면 되는데.. 이건 데이터 통신에서 배웠던 건데, 서로 다른 주파수 대역에서 전송되는 서로 다른 채널이라고 보면된다.

• HFC: 하이브리드 섬유 동축
  비대칭: 최대 40Mbps – 1.2Gbs 다운스트림 전송 속도, 30-100Mbps의 업스트림 전송 속도
• 케이블, 파이버 네트워크는 ISP 라우터에 홈을 연결한다.
  가정은 케이블 헤드엔드에 액세스 네트워크를 공유한다.

: digital subscriber line(DSL)

• 기존 전화선을 사용하여 중앙 사무실 DSLAM으로 이동
  - DSL 전화선을 통한 데이터는 인터넷으로 이동
  • DSL 전화선을 통한 음성은 전화망으로 이동
• 24-52Mbps 다운스트림 전용 전송 속도
• 3.5-16Mbps 전용 업스트림 전송 속도

그래서 뭐 홈 네트워크는 아래와 같이 구성된다고 보며 된다.

Wireless access networks

공유 무선 액세스 네트워크는 기지국 또는 "접속 지점"을 통해 엔드 시스템을 라우터에 연결한다.

WLANs : Wirelss local are networks

우리가 잘 아는 랜이다..

• typically within or around building (~100 ft)
  = 802.11b/g/n (WiFi): 11, 54, 450 Mbps transmission rate
  이런 특징을 가지고 있다...

Wide-area celluar acces networks

• 모바일, 셀룰러 네트워크 운영자 제공(10km 이내에)
• 10'Mbps
• 4G 셀룰러 네트워크(5G가 곧 온다~)

기업 네트워크

무선, 유선 섞어가며 사용하고 있고 다양한 스위치 및 라우터를 사용하고 있다.
이더넷, 와이파이가 있고 이더넷은 유선으로 100M, 1G, 10Gbps를 WiFi는 무선으로 11,54, 450Mps 접속 포인트

Host: sends packets of data

이제 우리가 아는 호스트가 나왔다!
호스트 전송 기능은 아래와 같다

• 응용 프로그램 메시지를 받는다.
• 패킷이라고 알고 있는 작은 청크로 쪼개진다(L 비트)
• 패킷을 전송 속도 R로 액세스 네트워크에 전송한다.
• 링크 전송 속도, 링크 용량, 링크 대역폭 블라블라~ 를 고려 한다

그래서...
공식이 하나 나온다
packet transmission delay 즉, 패킷전송지연은 L비트트의 패킷을 링크에 전송할때 필요한 시간이고 이는 L(bits)/R(bits/sec)이다.

왠지는 당연히 알거다... L비트를 보내야하는데 초당 전송속도가 R이니깐 L/R이 당연하지 않나!

Links : Physical Media

피지컬미디어는 굉장히..뭐 이것저것있다.
그냥 톺아주고 넘긴다.

• 비트 : 송신기/수신기 쌍 간 전파
• 피지컬 링크 : transmitter & receiver사이에 놓여 있는거
• 유도 매체(guided media) : 신호는 고체 매체에서 전파됨(구리, 섬유, 동축)
• 비유도 매체(unguided media) : 반대로 자유롭게 전파됨(라디오 같은거..)

TP : Twisted pair

절연 구리선 두 개..
카테고리 5, 6 가 있다..

coaxia cable, Fiber Optic cable

뭐 구리랑 섬유 이런게 있다로 알면 될거같다..
그 ㄱ중 섬유는 에러 비율이 작고 빠르다? 정도?

wireless radio, radio link types

선이 없는 무선이고, 브로드캐스트 그리고 half-duplex 뭐 이런게 있다...
라디오 링크 타입은

• 국소적 마이크로 웨이브
• 와이파이
• 셀룰러
• 위성
  뭐 .... 이런게 있다.

이렇게 로드맵 중 3개
인터넷, 프로토콜, 네트워크 엣지에 대해 훑어 봤는데
다음 포스팅에서는 네트워크 코어, 퍼포몬스를 조금 집중적으로 보고 시큐리티, 프로토콜, 서비스 모델에 대해서는 가볍게 보고 히스토리는 생략하고 끝내겠다!