목차

• 1. 네트워크 구조
• 2. Network Edge
  • 2.1 Data transfer between end systems (2 ways)
    • 2.1.1 connection-oriented service: TCP(Transmission Control Protocol)
    • 2.1.2 connectionless service: UDP(User Diagram Protocol)
• 3. Network Core
  • 3.1 Data transfer between routers (2 ways)
    • 3.1.1 Circuit Switching
    • 3.1.2 Packet Switching
  • 3.2 Delay & loss in packet-switched networks
    • 3.2.1 Why do delay and loss occur?
    • 3.2.2 4 sources of packet delay
• 4. Protocol

1. 네트워크 구조

• network edge
  • end systems(hosts)
    • application program을 실생하는 주체
  • client/server model
    • client host requests, receives service from always-on server
    • server
      • always-on host
      • permanent IP address
      • data centers for scaling
    • clients
      • communicate with server
      • may be intermittently connected
      • may have dynamic IP
      • do no communicate directly with each other
    • ex) web browser/server, email
• network core
  : mesh of interconnected switches and links
  - routers
  - network of networks
  - how data transferred through net?
  - circuit
• access networks, physical media
  • communication links

2. Network Edge

2.1 Data transfer between end systems (2 ways)

2.1.1 connection-oriented service: TCP(Transmission Control Protocol)

• 제공 기능
  • reliable, in-order byte-stream data transfer : 데이터를 신뢰성 있게(유실되지 않을 채), 순서대로 전달하는 것
    
  • flow control
    : reciever가 받을 수 있는 데이터 속도에 맞춰 데이터 속도를 조절하는 것
  • congetstion control
    : 네트워크 상황에 맞춰 데이터 속도를 조절하는 것
• apps using TCP
  • HTTP(web), FTP(FIle transfer), Telnet(remote login), SMTP(email)
• 단점
  • computer/network resource를 필요로 함

2.1.2 connectionless service: UDP(User Diagram Protocol)

• 제공 기능
  • connectionless
    :connection을 요구하지 않음
  • unreliable data transfer
  • no flow control
  • no congestion control
• ****apps using UDP****
  • streaming media, teleconferencing, DNS, Internet telephony
• 장점
  • 속도 빠름 ⇩
    
• unreliable해도 되는데 속도가 빠른 걸 요구하는 서비스에 적용
  • 전화
    • 음성 패킷 몇 개 유실되도 사용자 인식하지 않지만, 빠른 데이터 전달 필요

3. Network Core

3.1 Data transfer between routers (2 ways)

there are two fundamental approaches to moving data through a network of links and switches(=network core):

3.1.1 Circuit Switching

• communication은 위한 path 전체를 확보해놓고 데이터를 전송하는 방식(dedicated communication path)
  • 통신 중에는 그 path는 공유되지 않으며
  • 통신이 끝날 때까지 그 path는 그 통신에만 할당된다.
• 장점
  • path는 오직 한 통신에만 할당되기 때문에 데이터 전송 속도가 빠르다
• 단점
  • path는 공유되지 않기 때문에 많은 사용자들이 그 네트워크를 동시 사용하지 못한다
  • communication path를 처음에 확보할 때 시간이 좀 걸릴 수 있다
• ex)
  • 유선 전화

3.1.2 Packet Switching

• 데이터를 연속적인 작은 블록인 packet 형태로 나누고, 패킷들을 출발지부터 도착지 사이에 있는 노드들을 통해 전송하는 방식
  • path가 공유됨
  • store-and-forward 방식
• 장점
  • 동시에 많은 사용자들이 데이터를 전송할 수 있다(=네트워크를 사용할 수 있다)
• 단점
  • 선로가 공유되기 떄문에, 이로 인한 delay나 loss가 발생할 수 있다
• ex)
  • 인터넷
    
    
    

3.2 Delay & loss in packet-switched networks

3.2.1 Why do delay and loss occur?

packets queue in router buffers

• when packet arrival rate to link exceeds output link capacity, packets queue and wait their turn

3.2.2 4 sources of packet delay

1. nodal processing delay
   • time required to examine the packet’s header and determine where to direct the packet
   • time for bit-level error checks
   • after this processing, the router directs the packet to the queue that preceded the link to router B
   • 개선책: 성능 좋은 라우터로 바꾸기 (처리 속도가 빨라지기 때문)
2. queueing delay
   • the delay will depend on the number of earlier-arriving packets that are queued
   • if queue empty, queueing delay = 0
   • queue가 다 꽉 찼는데 packet이 들어오면, 그 패킷은 유실됨 → 현재 대부분의 데이터 유실이 queue에서 발생!
     • TCP에선 network edge가 패킷을 재전송함
     • router - no brains!
3. transmission delay
   • the time required to push all of the packet’s bits in the link
   • dependent on transmission rate(=link bandwidth = bps) and packet length
     • if transmission rate is R, packet length is L, transmission delay = L / R
   • 개선책: bandwidth가 더 높은 link로 바꿈
4. propagation delay
   • time required to propagate from the beginning of the link to the router
   • dependent on propagation rate(~2x10^8 m/sec) and distance
     • if propagation rate is s, distance is d, propagation delay = d / s

⇒ Caravan analogy

• time for toll booth to service car = transmission time
• propagate speed = propagation rate

4. Protocol

: 같은 계층들끼리 통신할 수 있도록 하는 통신 규약 및 약속

• all communication in Internet coordinated with protocol