컴퓨터 네트워크#1 Communications Networks and the Internet

사실 그 동안 복수전공에다가 플젝에 대외활동에 나름 바쁘게 살면서 블로그에 신경은 쓰지 않았는데,

이번에 시험공부도 할 겸 또 공부한 지 1년이 되면서 이제 단기기억에 손실이 오기 시작하기 때문에... 슬슬 내용을 정리할 필요성을 느껴 이렇게 다시 블로그에 글을 작성하게 되었다.

 

Internet 개념

인터넷이란? 

TCP/IP 라는 통신 프로토콜을 사용, 공용망을 이용하여 정보를 주고받는 방식

• 시초는 ARPANET, 국방부에서 군사목적, 대학들이 연결
• Application에게 통신 서비스를 제공하는 존재
• Data를 전달하는 장치들이 이루는 거대한 네트워크 망 

다양한 Entity로 이루어짐 

• Network Edges
• Access networks
• Network Core

여기서 Network Edge는 end-user 즉 스마트폰,노트북을 얘기한다. Access network는 device가 인터넷에 접속하기 위해 사용하는 기술들 (wifi, 유선랜, LTE 등...) 그리고 Network Core는 거대한 유선망 즉 Route가 모여 이룬다고 한다.

 

인터넷은 최종적으로는 End System까지 서비스를 전달되게 한다.

 

Internet 구성 

Network Edges

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Internet과 연결된 가장 끝 단으로, application이 구동되는 부분을 얘기한다.

 

Access Networks

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end system이 Internet의 첫 부분과 연결되는 구간 "Router들 중의 끝단"

 

Communication link

방식에 따라 상이한 특징을 가진다. 전송률, 지연 등....

유선(광케이블, 이더넷케이블, 동축케이블)  무선(WAN인 LTE LAN인 WIFI 등...)

 

Network Core

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Packet

Internet에서의 정보를 전달하는 전송 기본 단위 

• host에서 또 다른 host로 보내기 위해 만든 data 뭉치
• packet switch / router는 이 packet 단위로 전달 처리

Packet Switching(PS) network 

• 모든 통신이 packet 형태로 정보 전달이 이루어진다.
• 가장 대표적인 사례가 Internet

🤔 그렇다면 Packet Switiching 형태가 아닌 네트워크도 있을까?

회선교환방식이 존재한다. 주로 전화망에 쓰인다고 한다.

 

Store-and-Forward Transmission

• PS network 내 정보 전달의 기본 원리 
• 모든 packet switch는 packet을 수신하고 난 다음에 전달한다.
  • Buffer(store) -> Transmit(forward)
  • delay time 계산 L(length)/R(rate)

Congestion

여러개의 입력 node와 연결된 packet switch에서의 혼잡 현상

 

Router에 먼저 도착한 걸 먼저 빼주는 선입선출 방식을 이용한다.

Queueing

output buffer에 packet이 정체되는 현상

 

Packet loss

buffer에 저장 못하고 packet이 버려지는 현상 (max queue size를 넘을 시)

 

Router

연결된 여러 출력 node에게 packet을 적절히 전달

 

Forwarding table

packet 전달의 기본 원칙

• Outbound link와 destination address 간 mapping 
• pakcet의 destination을 forwarding table과 대조하여 outbount link 선택

Routing Protocol

자동으로 forwarding table 생성하는 기법

• shortest path

API

Internet으로 하여금 packet을 제대로 보내게 하기 위한 가이드 혹은 규칙

Protocol

Internet 내에서 각 entity들의 동작 그 자체이다.

• 정보 송수신에 대한 기능적 실체
• HW/SW 간 서로 메시지를 주고받으며 상호 작용을 하는 약속 

Protocol 표준

IETF

TCP, IP, HTTP, SMTP

 

IEEE 802

Ethernet, WIFI

 

더 자세한 Protocol Stack 및 Protocol Function은 다음 장에서 다룰 예정이다. 

 

Internet Performance

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Throughput

충분히 큰 file을 전송하는 경우 수신 측에서 측정되는 전송률 

순간속도 / 평균속도로 결정되며, 가장 느린 Link가 속도를 결정한다.

 

Traffic

packet의 흐름

 

Delay

end system 간 pakcet이 전달되는 시간

(Nodal + Queueing + Transmission + Propagation)

• nodal processing : 노드의 패킷을 처리하는 데 걸리는 지연
• queueing: 패킷의 queue에서 대기하는 데 걸리는 지연
• Transmission delay : 패킷이 논리회로를 거치는 데 걸리는 지연
• propagation delay : 물리적 거리에 의한 지연

 

 

참고사항,

"인터넷은 packet switch / Router에서 실행되지 않는다,

Router가 어플리케이션을 돌리면 packet 전달이 제대로 이루어지지 않는다."