[Network] 인터넷 구성요소

인터넷이란 무엇인가?

1. 인터넷 구성요소 즉, 하드웨어와 소프트웨어 요소를 기술하는 것이다.

2. 분산 애플리케이션에 서비스를 제공하는 네트워킹 인프라 구조 관점에서 기술하는 것이다.

호스트(=종단 시스템)

• 끝에 위치해 있는 시스템으로 IP 주소를 가지고 있으며 OSI 7계층을 가지고 있다.

• Local에서 작동된다.

• 통신링크로 네트워크 코어와 연결된다.

bps(bit per second)와 pps(packet per second)

ex) 1Gbps : 1초에 1기가 비트를 전송하는 속도이다.

ex) 1pps : 1초에 보내는 패킷 수이다.

통신 링크들은 다양한 전송률을 이용해서 데이터를 전송하며 bps 단위를 사용한다.

통신링크

동축케이블, 구리선, 광케이블, 라디오 스펙트럼 등 물리매체로 구성되어 있다.

패킷

패킷은 항상 헤더와 데이터가 같이 있어야 한다.

헤더 : 목적지로 갈 수 있는 정보와 데이터에 대한 오류, 손실 정보가 있다.

데이터 : 응용프로그램에서 사용자의 요청, 응답이 있다.

• 패킷에 데이터만 있으면 해당 목적지로 갈 수 없다. 패킷들이 조각조각날 때 데이터만 조각내서 전송하는게 아니라 조각날때 마다 헤더를 붙여서 해당 목적지에 전달한 후 목적지에서 다시 조립한다. 또한, 패킷들이 해당 목적지에 보낸 순서대로 일정하게 가는 것이 아니기 때문에 도착 순서가 바뀔 수 있다.

네트워크 코어

• 라우터와 스위치가 있다.

• 2/3/4 계층만 가지고 있다.

• 호스트가 목적지에 도달할 수 있게 최적의 경로를 제시한다.

• 저장-후-전달 전송 방식을 이용한다.

패킷들이 출발지에서 목적지까지 라우터, 스위치, 통신링크들을 네트워크 상의 경로라고 한다.

ISP(Internet Service Provider)

• SK, LG, KT

• 학교, 회사, 대학

• 카페, 공항, 호텔, 와이파이

ISP는 스위치와 통신링크로 구성되어 있다.

RFC(Request for comments)

IEFT(Internet Engineering Task Force)에서 인터넷 표준을 개발하였고, IEFT 표준 문서를 RFCs라고 한다.

소켓 인터페이스

인터넷이 연결된 종단 시스템들은 한 종단 시스템에서 수행되는 프로그램이 어떻게 인터넷 인프라 구조에게 다른 종단 시스템에서 수행되는 특정 목적지 프로그램에 데이터를 전달하도록 요구하는지를 명시

프로토콜

둘 이상의 통신 개체 간에 교환되는 메시지 포맷과 순서뿐 아니라, 메시지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의한다.

=> 네트워크도 약속된 규칙으로 정의된 프로토콜로 서로 통신한다.

물리매체

1) 꼬임쌍선

• 가장 싸고 가장 많이 이용하는 전송 매체이다

• 전화망에서 이용한다.

• 2개의 절연 동선이며, 각각 약 1mm의 굵기로 규칙적인 나선 형태로 배열된다.

• 한 쌍의 선이 하나의 통신 링크로 구성된다.

2) 동축 케이블

• 2개의 구리선으로 되어 있으나 두 구리선이 평행하지 않고 동심원형태를 이루고 있다.

• 꼬임쌍선보다 데이터 전송률이 높다.

• 유도 공유 매체로 사용할 수 있다.

• 종단 시스템은 케이블에 직접 연결할 수 있고 모든 종단 시스템은 다른 종단 시스템이 전송하는 모든것을 수신한다.

3) 광섬유

• 비트를 나타내는 빛의 파동을 전하는 가늘고 유연한 매체이다.

• 전자기성 간섭에 영향을 받지 않으며 100km까지는 신호감쇠 현상이 매우 적고 도청하기 어렵다.

4) 지상 라디오 채널

• 전자기 스펙트럼으로 신호를 전달한다.

• 물리 선로를 설치할 필요가 없고, 벽을 관통할 수 있고, 이동 사용자에게 연결성을 제공하고 먼 거리까지 신호를 전달할 수 있다는 가능성이 있다.

• 전파 환경과 신호가 전달되는 거리에 많은 영향을 받는다.

5) 위성 라디오 채널

• 지상 스테이션이라는 둘 이상의 지상기반 마이크로파 송신기/ 수신기를 연결한다.

• 정지위성과 저궤도 위성이 이용된다.

정지 위성 : 지구 위 일정 위치에 영원히 머무르며, 지상 36000km에 위성을 쏘아 올려 그곳에 머무르게 한다.

저궤도 위성 : 지구에 가깝게 위치하고 지구 위 한 곳에 고정되지 않는다. 달이 지구를 돌듯이 회전하며 지상국뿐만 아니라 서로 통신할 수 있다.

저장-후-전달

• 네트워크 코어는 출력버퍼를 가지고 있다.

• 큐잉방식으로 동작하며, 큐잉방식은 먼저 들어온 패킷이 먼저 나가는 방식이다.

• 패킷의 버퍼 공간은 유한적이다.

=> 도착한 패킷이 전송하기 위해 대기 중인 패킷으로 가득 찬 경우 패킷 손실이 발생하며, 입력 링크보다 출력 링크의 속도가 느릴 경우 출력 링크 속도보다 초과되어서 입력이 들어오면 혼잡해진다.

지연 유형

처리 지연 : 어디로 보낼지 등 처리하면서 발생되는 지연이다.

큐잉 지연 : 큐에 저장하고 기다리면서 발생되는 지연이다.

전송 지연 : 라우터가 패킷을 내보내는데 걸리는 지연이다.

전파 지연 : 라우터에서 라우터로 전파되는데 걸리는 지연이다.

네트워크 구조

• 계층 구조이다.