컴퓨터 네트워킹 하향식 접근 01

1.1 인터넷이란 무엇인가?

구성요소로 본 인터넷

 

호스트(host) / 종단 시스템(end system): 데스크톱 PC, 스마트폰, 비전통적인 인터넷 사물들 등의 모든 장치

end system은 통신 링크(communication link)와 패킷 스위치(packet switch)의 네트워크로 연결됨.

 

패킷(packet): 한 종단 시스템이 다른 종단 시스템으로 보낼 데이터를 갖고 있을 때, 송신 종단 시스템이 그 데이터를 segment로 나누고 각 segment에 header를 붙여 만든 정보 패키지.

패킷은 목적지에서 원래의 데이터로 다시 조립된다.

 

패킷 스위치는 입력 통신 링크의 하나로 도착하는 패킷을 받아서 출력 통신 링크의 하나로 전달한다.

오늘날 많이 사용되는 두 가지 종류로는 라우터(router)와 링크 계층 스위치(link-layer switch)가 있다. 두 형태의 스위치는 최종 목적지 방향으로 패킷을 전달한다.

 

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

ISP는 패킷 스위치와 통신 링크로 이루어진 네트워크이다.

 

IP 프로토콜은 라우터와 종단 시스템 사이에서 송수신되는 패킷 포맷을 기술한다. TCP/IP : 인터넷의 주요 프로토콜.

 

서비스 측면에서 본 인터넷

분산 애플리케이션(distributed application):

 

프로토콜

어떤 일을 수행하려면 둘 이상의 통신 개체(entity)가 함께 인식하는 프로토콜이 필요하다. 

개체 간에 교환되는 메시지 포맷과 순서뿐만 아니라, 메시지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의한다.

 

 

1.2 네트워크의 가장자리

호스트는 클라이언트(client)와 서버(server)로 구분된다.

DSL

LAN

물리매체: 꼬임쌍선, 동축케이블, 광섬유, 지상 라디오 채널, 위성 라디오 채널)

 

1.3 네트워크 코어

링크와 스위치의 네트워크를 통해 데이터를 이동시키는 방식에는 회선 교환(circuit switching)과 패킷 교환(packet switchint)이라는 두 가지 기본 방식이 있다.

 

패킷 교환

저장-후-전달 전송(store-and-forward transmission) 방식: 스위치가 출력 링크로 패킷의 첫 비트를 전송하기 전에 전체 패킷을 받아야 한다.

출발지 종단 시스템 혹은 패킷 스위치가 R비트/초의 속도로 링크에서 L비트의 패킷을 송신한다면그 패킷을 전송하는 데 걸리는 시간은 L/R초다.

 

▷1비트가 1/R초의 속도를 가지므로.

 

출발지로부터 목적지 노드까지 N개의 링크로 구성(N-1개의 라우터)된 경우d(종단 간 지연) = N(L/R)

라우터는 보통 여러 개의 링크를 갖는다. 라우터의 기능은 입력되는 패킷을 출력 링크로 교환하는 것.

 

각 링크에 대해 패킷 스위치는 출력 버퍼(output buffer, 출력 큐(output queue)라고도 함)을 갖는다.

도착하는 패킷이 한 링크로 전송되어야 하는데 그 링크가 다른 패킷을 전송하고 있다면 도착하는 패킷은 출력 버퍼에서 대기해야한다.

→큐잉 지연(queuing delay)을 겪게 됨. 

버퍼가 전송을 위해 대기 중인 다른 패킷들로 꽉 차 있는 경우 패킷 손실(packet loss)이 발생.

 

packet switching

 

라우터는 어떻게 그 패킷을 어느 링크로 전달해야 하는지를 결정하는가?

모든 호스트는 IP 주소라고 하는 주소를 갖는다. 출발지는 패킷의 헤더에 목적지의 IP 주소를 포함한다. 

각 라우터는 목적지 주소를 라우터의 링크로 매핑하는 포워딩 테이블(forwarding table)을 갖고 있다.

 

회선 교환

회선 교환 네트워크에서 호스트 간에 통신을 제공하기 위해 경로상에 필요한 자원(버퍼, 링크 전송률)은 통션 세선(session) 동안에 확보 또는 예약(reserve)된다.

▷수신자에게 보장된(guaranteed) 일정 전송률로 데이터를 보낼 수 있다.

 

circuit switching

회선 교환 네트워크에서의 다중화:

 

패킷 교환 

+) 회선 교환보다 전송 용량의 공유에서 더 효율적 ≫ 요구할 때만 링크의 사용을 할당하기 때문

+) 더 간단하고 효율적이며 구현 비용이 적다.

-) 가변적이고 예측할 수 없는 종단 간의 지연 때문에 실시간 서비스에는 적당하지 않다.

 

네트워크의 네트워크

모든 호스트들이 서로에게 패킷을 보낼 수 있도록 접속 ISP는 연결되어 있어야함!

ISP의 연결

제3의 회사가 IXP(Internet Exchange Point)를 구축 → 다중의 ISP들이 서로 피어링할 수 있는 만남의 장소라고 할 수 있다.