데이터 통신 전공 수업 첫 시간의 내용을 간단하게 정리한 게시글입니다.
2023. 02.01 15:30 복습 시작
인터넷이란 무엇인가?
- 인터넷은 인터내셔널 + 네트워크 즉 국제 네트워크라는 의미이다.
- 인터넷은 세계 모든 컴퓨터들의 네트워크이며, 유선 무선 연결 미디어로 연결된다.
- 연결 방법으로는 해저 광 테이블 등이 있겠고, 최초의 인터넷은 미국이 만들었다.
- 인터넷은 전 세계적으로 수십억 개의 컴퓨터 장치를 연결하는 컴퓨터 네트워크다.
- 우리가 사용하는 컴퓨터, 스마트폰, 그 밖에 기기들은 호스트, 종단시스템 이라고 불린다.
인터넷은 그래프 형태의 모양이다.
그래프는 Edge와 Vertex로 구성되는 하나의 자료구조다.
Vertex는 Router, Switche라 불린다. 이 둘은 Packet switche로 데이터를 최종 목적지로 전달하는 역할이다.
Edge는 Interface, Link라고 불린다. 링크는 두 가지 특징을 가진다.
- 속도 : 빠른 시간 안에 많은 데이터를 옮기면 속도가 빠르다. 속도는 bandwidth (대역폭)에 영향을 받는다.
- 시간 : 단순히 빠른 시간에 데이터를 옮기면 시간이 빠르다. 시간은 거리에 영향을 받는다.
유선과 무선
Link는 무선과 유선으로 이루어진다.
유선은 말 그대로 선이 존재하는 링크다. 저항이 존재하며 2개의 유선 링크에 대해 알아보자.
- 구리선 : 전기 신호를 보낸다. 전기가 흐르면 자기장이 발생하고 자기장이 다시 전기로 바뀐다. 저항이 높고 흘러갈수록 저항에 의해 신호가 약해진다. 신호를 전달하는 과정에서 노이즈가 발생하며 수신자는 기존 전기 신호를 알아낼 수 없다.
- 광 섬유 : 빛을 보내며 에러 확률이 낮고 전기신호를 보내지 않아 자기장이 존재하지 않는다. 빛을 사용해 신호를 보낸다. 신호 전달 속도가 빠르다.
무선은 선이 존재하지 않는 링크다.
Wireless radio 에 대해 먼저 살펴보겠다.
전자기 스펙트럼으로 신호를 전달한다. 모든 방향으로 신호를 보내며 전파를 받는 환경의 영향을 많이 받는다.
영향으로는 3가지가 있다.
- reflection : 전자기 스펙트럼이 반사되어 기존의 전기 신호와 달라지는 경우다
- obstruction by objects : 신호가 물건에 의해 막히거나 방해받는 경우다.
- interference : 받기 싫어도 모든 방향으로 정보를 보내 어쩔 수 없이 신호를 받아들이는 경우다.
radio link types로는 4가지가 있다.
- terrestrial microwave - e.g up to 45 Mbps channels
- LAN - (e.g., WIfi) 11 Mbos, 54 Mbps
- wide-area - (e.g, cellular) 3G cellular : ~ few Mbps
- Satellite - 인공위성 Kbps to 45 Mbps channel (or multiple smaller channels) 270 msec end-end delay geosynchronous versus low altitude
3G와 인공위성 중 성능은 인공위성이 좋다.
성능(throughput)은 bandwidth와 연관이 있다. 그러나 지연(delay)은 어떨까?
지연은 거리와 연관이 있다. 인공위성은 성층권에 존재한다.
3G와 비교하면 훨씬 먼 곳에서 신호를 보낸다. 따라서 지연 부분에서는 3G가 더 좋다.
bandwidth는 물을 뿌리는호스라고 이해하면 되겠다.
호스의 폭이 넓을수록 물이 많이 나가고 폭이 작다면 물이 쪼르르르 약하게 나갈 것이다.
Link는 Trunk라고도 하는데 capacity라는 단어와 같이 사용할 수 있다.
Link capacity, Trunk capacity 모두 bandwidth와 같은 의미다.
고주파와 저주파중에 무엇이 좋은가?
요즘 새로 나오는 5G 등 신기술 등 모두 고주파 대역폭을 사용 중이다. 이유는 뭘까?
이유는 간단하다. 이미 저주파를 모두 사용중이기 때문이다. 저주파는 물체를 관통을 잘하고 멀리 가는 특징이 있다. 고주파는 그렇지 않다. 그래서 이미 옛날부터 많은 사람들이 대부분의 저주파 대역폭 부분을 사용하고 있다.
그래서 쓰고 싶어도 저주파를 못쓰고 신규 서비스는 고주파를 사용해야만 하는 것이다. 좋아서 쓰는 것이 아니다.
교수님께서 고주파는 신도시에 비유하셨고 저주파는 강남 땅에 비유하셨다.
고주파는 빈 땅이 많아서 bandwidth 가 넓고 저주파는 좁다.
인터넷의 구성 요소
- ISP: Internet service Provider
- 코어 네트워크: ISP에 호스트가 없고 모두 라우터로만 이루어진 네트워크다.
- 엣지 네트워크: 호스트와 사용자가 존재한다. 종종 서버가 데이터 센터에 있다. 즉 우리가 이용하는 네트워크다.
(regioanl net + access net) = 엣지 네트워크 - IXP: ISP를 연결시켜 준다. switch와 router 역할을 한다.
- 통신사가 아닌 IT 서비스 회사(페이스북, 구글 등)이 Tier 1 ISP를 만든다. 즉 자사 네트워크를 구축하기도 한다.
- Ap: access point
- FTTH: Fiber to the home
코어 네트워크는 안정성있고 하나가 고장나도 계속 작업을 수행할 수 있게 Mesh 형태로 구성된다.
라우터의 역할
스위치와 라우터에 큰 차이는 없다. 이제 라우터의 역할에 대해 알아보자.
- routing - 라우팅 알고리즘을 이용해 최단 경로를 알려준다. (경로짜기)
- forwarding - 길을 가는데 (최단 경로)에 적합한 길을 계속 골라준다. (경로 실행)
인터넷은 Packet switched network다.
이전에 우리는 전화를 많이 사용했는데 전화는 Circuit switched network 이다.
한글로 편하게 패킷 스위치 네트워크, 써킷 스위치 네트워크라고 하겠다.
알아야할 개념이 있는데 바로 시그널링이라는 것이다.
시그널링은 신호를 보내는 행위다. 택배를 보내는 방식과 비슷하다.
패킷 스위치 네트워크
- 시그널링 방식이 필요없다. 보내는 데이터 자체가 의미 있다.
- 물리적인 길이 없고 패킷이 독립적으로 자유롭게 간다.
- 예약이 없으므로 안정적이지 않지만 효율이 좋고 낭비가 없다.
- 대부분 패킷 스위치를 사용한다.
써킷 스위치 네트워크
- 시그널링 방식이 필요하다. 처음에 보내는게 데이터가 아니라 연결을 하자는 약속을 보낸다.
- 허가가 생기면 connection이 생긴다. 시그널링을 통해 연결을 만들었고 정보를 주고 받는다.
- 물리적인 길이 있고 모든 패킷들이 같은 길을 지나고, 미리 전체 대역폭을 예약하므로 안정적이다.
- 대역폭 낭비가 있다.
프로토콜이란
- 프로토콜이란 둘 이사의 통신 개체 간에 교환되는 메시지 포맷과 순서뿐 아니라, 메시지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의한다.
- 프로토콜은 IETF, ITU ,IEE 등 국제 표준 기구가 만든다.
- 프로토콜에는 TCP, IP ,HTTP, DHCP 등 많은 것들이 있다.
이상으로 포스팅을 마칩니다. 감사합니다.
2023. 02.01 16:15 정리
참고자료
컴퓨터 네트워킹 하향식 접근 제 7판
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