Ch 1.2 네트워크 가장 자리

종단 시스템은 웹브라우저 프로그램 웹서버프로그램 전자 메일 클라이언트 프로그램 또는 전자메일 서버 프로그램 같은 애플리케이션을 수행하므로 호스트 라고도 불린다.

• 종단 시스템들은 데스크톱 컴퓨터, 서버, 모바일 컴퓨터 등을 포함한다.
• 호스트는 클라이언트와 서버로도 구분된다.

1.2.1 접속 네트워크

​ 접속네트워크는 종단시스템을 그 종단시스템으로부터 다른 먼 거리의 종단시스템까지의 경로상에 있는 첫번째 라우터에 연결되는 네트워크 경로

가정접속 : DSL, 케이블, FTTH, 다이얼-업 그리고 위성

• DSL(digital sub-scriber line) : 각 고객의 DSL 모뎀은 텔코의 지역 중앙국에 위치한 DSLAM(digital subscriber line access multiplexer) 과 교환하기 위해 기존 전화 회선을 이용한다.
  • DSL 모뎀은 디지털 데이터를 받아서 전화서를 통해, 지역 중앙국(CO)로 전송하기 위해 고주파신호로 변환한다.
  • DSL은 다른 주파수 대역으로 인코드 되어, 3개의 분리된 링크인 것처럼 보이게한다. 그래서 하나의 전화회선과 인터넷 연결이 동시에 DSL 링크를 고유할수 있게된다.
  • DSL은 고객쪽에 스플리터가 있어, 데이터와 전화신호를 분리하고, 데이터신호를 DSL 모뎀으로 전송한다.
• 케이블 인터넷 접속 : 케이블 TV회사의 기존 케이블 TV 기반구조를 이용한, 인터넷 서비스이다.
  • 광케이블은 헤드엔드를 이웃-레벨 정션에 연ㄴ결하며, 여기 광 노드에서 각 집에 도착할때까지는 전통적인 동축케이블을 사용한다.
  • 케이블 헤드엔드의 CMTS(cable modem termination sysyem)은 DSL의 DSLAM와 유사한 기능을 한다.
  • 케이블 인터넷 접속은 공유 방송매체이므로, 모든 패킷은 모든 링크의 다운스트림 채널을 통해 모든 가정에 전달되며, 업스트림 또한, 모든패킷이 업스트림 채널을 통해 헤드엔드로 간다.
  • 그러므로,각 사용자가 비디오파일을 동시에 수신하고 있다면, 실제 수신율은 다운스트림 전송율보다 상당히 낮아진다.
  • 그래서 분산 다중 접속 프로토콜로 전송을 조정하고, 충동을 피하기 위한 노력이 필요하다.
• FTTH(Fiber to the Home) : CO(지역 중앙국)으로 부터, 집까지 광 성유 경로를 제공한다.
  • CO(중앙국)에서 하나의 광섬유로 와서, 고객이 있는곳에서 분리가 되어, 제공이된다.
  • 위와 같은 기술을 스플리팅으로 하며, AON(active optical network)과 PON(passive optical network)이 대표적이다.

기업접속 : 이더넷과 와이파이

• 이더넷은 기관에서 이더넷 스위치를 통해, 연결하고 기관 라우터를 통해 기관 IPS로 제공된다.
• 와이파이는 유선으로 연결된 AP의 수십미터 반경에서 무선으로 클라이언트와 연결이 된다.

1.2.2 물리 매체

• 물리매체는 전자파나 광펄스를 전파하여 비트를 전송하는 매체를 의미한다.
  • 유도매체와 비유도매체가 있다.
    • 유도매체 : 광섬유케이블 꼬임쌍선, 동축케이블 (견고한 매체를 따라 파형을 유도)
    • 비유도 매체 : 무선 lan 혹은 디지털 위성채널(대기와 야외공간으로 파형을 전파)
• 꼬임 쌍선
  • 가장 싸고 가장 많이이용하는 전송매체
  • 전화망에서 자주 사용된다.
  • 2개의 절연동선이 각각 약 1mm의 굵기로 규칙적인 나선형태로 배열된다.
  • 꼬임 쌍선의 데이터 전송률은 10Mbps 에서 10Gbps에 이른다.
  • 데이터 전송률은 전송선의 두께와 송신기와 수신기 사이의 거리에 따라 다르며, 짧은 수백m의 거리에서는 광섬유에 비견될 정도로 10Gbps의 속도를 낼수 도 있다.
• 동축 케이블
  • 꼬임쌍선 처럼 동축케이블은 2개의 구리선으로 되어있으나, 두 구리선이 평해하지 않고 동심원 형태를 이루고 있다.
  • 일반적으로 꼬임 쌍선보다 더 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있다.
  • TV시스템에 흔히 사용된다.
  • 동축케이블은 유도 공유매체로 사용할 수 있다. 여러 종단시스템은 케이블에 직접 연결할 수 있고, 모든 종단시스템은 다른 종단시스템이 전송하는 모든것을 수신한다.
• 광섬유
  • 비트를 나타내는 빛의 파동을 전하는 가늘고 유연한 매체이다.
  • 단일 광성유는 10~100기가의 전송률을 가지며, 100KM까지느 신호 감쇠현상이 적고, 전자기성 간섭에 영향을 받지 않으며, 도청하기 어렵다.
  • 인터넷의 백본과 해저케이블에 자주 쓰인다.
  • 그러나 송,수신기, 스위치의 광장비가 고가이므로, 랜이나 가정처럼 근거리 전송에는 이용하기 어렵다.
• 지상 라디오 채널
  • 라디오 채널은 전자기 스팩트럼으로 신호를 전달한다.
  • 물리선로를 설치할 필요가 없고, 벽을 관통할수 있으며, 이동 사용자에게 연결성을 제공하고 먼거리 까지 신호를 전달할수 있다.
  • 주변환경에 영향과 전달되는 거리에 많은 영향을 받아, PATH LOSS(경로 손실)과 shadow fading(경로상의 손실), 다중경로 페이딩, 간섭을 받을 수 있다.
• 위성 라디오 채널
  • 정지위성과 저궤도 위성을 통해 통신을 하는 시스템
    • 정지 위성은 보통 DSL접속 또는 케이블 기반 인터넷접속을 할수 없는 지역에서 이용된다.
    • 정지위성은 긴 신호 전파 지연을 일으키는 단점이 있다.
    • 저궤도위성은 지구 위 한곳에 고정되지 않고, 지상국뿐만 아니라, 자기들끼리도 통신이 가능하다. 많은 저궤도 통신시스템이 개발 중에 있다.

컴퓨터 네트워킹 하향식 접근

Chapter 1 컴퓨터 네트워크와 인터넷

1.1 인터넷이란 무엇인가?

1. 인터넷의 구성요소를 기술하는 방법 ( 인터넷을 구성하는 기본적인 하드웨워와 소프트웨어 요소를 기술)
2. 분산 애플리케이션에 서비스를 제공하는 네트워킹 인프라 관점에서 인터넷을 기술하는 것

1.1.1 구성요소로 본 인터넷

• 인터넷에 연결되는 모든 장치는 호스트 혹은 종단 시스템(end system) 이라 부른다.

• 종단시스템은 통신 링크(Communication Link)와 패킷 스위치(packet switch)의 네트워크로 연결된다.

• 통신링크 : 동충 케이블, 구리선 광 케이블, 라디오 스펙트럼 등을 포함한 다양한 물리매체

  • 각각의 링크들은 다양한 전송률을 이용하여, 데이터를 전송한다.

• 한 종단시스템에서 다른 종단 시스템으로 보낼 데이터를 가지고 있을때, 그 데이터를 세그먼트로 나누고, 각 세그먼트에 헤더를 붙인다.

• 이렇게 만들어진 정보 패키지를 패킷(packet)이라고 부른다.

• 패킷을 목적지 종단 시스템으로 보내지고, 목적지에서 재 조립이 된다.

• 패킷을 전달해주는 패킷 교환기는 라우터 와 링크 계층 스위치가 있다.

  • 라우터 : 네트워크 코어에서 사용
  • 링크 계층 스위치 : 액세스 네트워크에서 사용

• 종단 시스템은 *ISP(Internet Service Provider) *를 통해 인터넷에 접속한다.

  • ISP은 다양한 네트워크들이 있고, ISP 네트워크는 따로 관리되고, IP 프로토콜을 수행하며, 네이밍, 주소배정 방식을 따른다.

• 인터넷의 구성요소들은 인터넷에서 정보 송수신을 제어하는 프로토콜을 수행하며, TCP, IP가 가장 유명한 프로토콜이다.

  • IP 프로토콜 : 라우터와 종단시스템 사이에서 송수신되는 패킷 포맷

1.1.2 서비스 측면에서 본 인터넷

애플리케이션에 서비스를 제공하는 인프라 구조로 인터넷을 기술한 방법

• 서로 데이터를 교환하는 많은 종단 시스템을 포함하고 있는 애플리케이션을 분산 애플리케이션 이라고 부른다
  • 인터넷 애플리케이션들은 종단시스템에서만 수행된다. 즉, 패킷교환기에서는 수행이 되지 않는다.
  • 패킷교환기들은 종단시스템 간의 데이터 교환을 쉽게 해주지만, 이 애플리케이션이 무엇을 하는지 관심이 없다.
• 소켓 인터페이스 : 인터넷에 접속된 종단시스템에서 한 종단시스템에서 다른 종단시스템에서 수행되는 특정 목적지 프로그램에게 데이터를 전달하도록 요구사항을 명시되어있는 것
  • 예를 들면, 우편 서비스를 이용을 할때, 봉투에 우편을 붙이고, 봉투에 편지를 넣은뒤, 그 봉투를 우체통에 넣는 이 과정을 우편 서비스 인터페이스라고 한다.
  • 즉, 송신프로그램이 데이터를 목적지 프로그램에 전달할수 있도록 따라야하는 과정이 소켓 인터페이스이다.

1.1.3 프로토콜이란 무엇인가?

​ 프로토콜은 둘 이상의 통신 개체 간에 교환되는 메시지 포맷과 순서 뿐 아니라, 메시지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의한다.

ex ) 혼잡제어(congestion - contral) 프로토콜 : 종단 시스템에서 송수신자 간의 전송되는 패킷률을 조절한다.

​ 라우터에서의 프로토콜 : 송신지에서 목적지까지 패킷의 경로를 설정한다.