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라우터, 대역폭, 허브

인터넷 규정

-RFC (Request for comments) : 인터넷 기술과 관련된 공문서

-IETF (Internet Engineering Task Force) : 원활한 인터넷 사용을 위한, 미국의 조사위원회.

인터넷 통신규약

- 프로토콜 (protocol) : 컴퓨터간 정보 주고받는 통신방법 규칙

Access net (네트워크 접속 방법의 종류)

- DSL ( Digital Subscriber Line ) : 일반전화선을 사용하면서도, 광케이블 사용하지 않고도 네트워크 구축 
                                                 LAN, ADSL, SDSL, HDSL, VDSL(Very high - speed)...으로 분류.

- calbe network

- home network

Enterprise access networks

- Ethernet : 가장 대표적인 버스 구조 방식의 근거리통신망 (LAN)

Physical media

- 광섬유

Packet-switching  (패킷 교환)

- store-and-forward (축적 전송) : 패킷을 중계 노드 등에 저장했다가 최종 행선지로 전달하는 방법

- queueing delay, loss ( 큐 지연)

Two key network-core-function (두 개의 네트워크 주요 기능) 

- routing(빠른길 찾기), forwarding(보내기) : IP 계층에서 처리해주는 작업, 패킷 송수신되는 과정 쉽게 말하는 용어

Forwarding & Routing은 IP계층에서 처리해주는 작업이다. 패킷의 송수신되는 과정을 쉽게 말하는 용어이다. 헷갈려서 정리한다. 

 

Forwarding (보내기)

- 패킷이 라우터에 들어 오게 되면  적절한 출력링크로 패킷을 전송하는 작업을 의미한다. 라우팅과정을 통해서 경로가 결정되면 포워딩하면서 적절히 전달하는 작업을 수행한다. 

 

Routing (빠른길 찾기)

- 패킷이 전달 될 때에 라우터는 주변의 네트워크 상황을 고려하여 패킷을 전송한다. 가장 패킷의 이동이 원활한 네트워크로 패킷의 이동경로를 정한다. 

[출처] Forwarding & Routing|작성자 가나

Alternative core

- circuit switching : 회선 교환망 : 장비간 통신, 서킷 맺어지면, 별도 경로 생성, 두 장비간 모든 통신은 서킷을 통해 이루어진다.

- FDM (주파수 분할 다중화) : 겹치지 안는 주파수 대역

- TDM (시분할 다중화) : 고속의 버스트로 신호를 압축, 시간 겹침 없이 합성

대표적으로 전화망이 있습니다.

 

Public switched telephone network, 줄여서 PSTN이라고 합니다.

 

일단 채널을 선택하면 송신자 A와 수신자 B는 그 채널에서 무제한으로 데이터 전송을 할 수 있습니다.

 

단점으로는 그 순간에 다른 사용자가 그 채널을 쓸 수 없게 되는 점이 단점입니다.

 

고속도로를 생각해보면 차량 한 대가 차선 하나를 할당받아서 목적지까지 가는 방식입니다.

 

물론 길은 원활하겠지만 만약 이동하는 차들이 많다면(사용자수가 증가한다면)

 

 차 한 대당 차선 하나씩 쓰는 건 굉장히 비합리적인 일이겠지요. (많은 사용자가 쓸 수가 없음)

[출처]  switching (서킷 스위칭)과 Packet switching (패킷 스위칭)|작성자 EngineerStudy

 Packet switching

 

대표적으로 인터넷이 있습니다.

 

송신자 A과 수신자 B가 따로 채널을 할당받아서 통신하는 게 아니라,

 

목적지정보를 포함하고 있는 데이터 패킷단위로 데이터가 요리조리 목적지까지 가게 됩니다.

 

고속도로를 생각해보면 여러개의 차선이 있고, 차들이 요리조리 다른차들을 피해 차선을 변경하면서

 

목적지까지 알아서 찾아가는 방식입니다.

 

만약 이동하는 차들이 많아질수록 (데이터 양이 증가할수록)  목적지까지 가는 시간은 증가하겠죠? (버퍼링 발생)

[출처] Circuit switching (서ㅇ킷ㅇㅇㅇ스위칭)과 Packet switching (패킷 스위칭)|작성자 EngineerStudy

How do loss and delay occur?  (패킷의 잃음은 어떻게 해결할까..)

Four sources of packet delay

- d (nodal) = d (processing) + d (queueing) + d(transmission) + d (propagation) 

- 주황색을 줄여야, 딜레이 감소. 뒷부분은 물리적인 부분.

d (processing) : 인풋 큐에서 아웃 큐까지 걸리는 딜레이를 말한다. 딜레이는 기하급수적으로 증가.

=> 트래픽을 줄일려면

- 패킷 길이는 고정, band width를 바꾸면 망을 다 갈아엎어야 해서 불가능.

- 평균 패킷 도착 시간을 소프트웨어적으로 줄일 수밖에 없다.

Queueing delay (revisited)

- 트래픽이 큐에 도착하는 비율, 링크의 전송률, 도착하는 트래픽의 특성, 즉 트래픽이 주기에 맞춰서 또는 버스트하게 도착하느냐에 의해 주로 결정된다.

a는 패킷이 큐에 도착하는 평균율. R은 전송률, 즉 비트가 큐에서 밀려나는 비율.

큐가 매우 커서 무한대 비트를 저장할 수 있다고 가정한다. 트래픽 강도, 즉 La/R은 큐잉 지연의 정도를 측정하는 데 매우 중요하다. La/R > 1 이면, 비트가 큐에 도착하는 평균율이 비트가 큐에서 전송되는 비율을 초과한다.  이 경우에 큐는 끝없이 증가하고 큐잉 지연은 무한대에 도달한다.

따라서 트래픽 공학의 주요 규칙 중 하나는 "트래픽 강도가 1보다 크지 않게 시스템을 설계하라" 는 것이다.

일반적으로 큐에 도착하는 프로세스는 랜덤하다. 

즉, 패킷의 도착에 전혀 고정된 패턴이 없다. 패킷은 임의의 시간만큼 떨어져서 도착하게 된다.

트래픽 강도가 0에 가까울 때 : 패킷도착이 드물고 간격이 멀어서 다음에 도착하는 패킷이 큐에서 다른 패킷을 발견하는 경우가 없을 것이다. 그래서 평균 큐잉 지연은 0에 가까워진다.

트래픽 강도가 1에 가까울 때 : 패킷도착이 전송용량을 초과하여 큐가 생성될 것이다. 트래픽 강도가 1에 접근할수록 평균 큐 길이는 점점 증가한다.

트래픽 강도가 1에 접근할수록 평균 큐잉 지연이 급속히 증가한다.

어떤 사건때문에 아주 적은 트래픽만 발생하여도 지연은 아주 클 수 있다.

트래픽 강도가 1이 넘도록 패킷 도착률을 높게 설정하면 시간이 지남에 따라 큐가 천천히 쌓인다.

"Real" Internet delays and routes

- traceroute(경로추적) : 패킷이 목적지까지 도달하는 동안 거치는 라우터의 IP를 확인할 수 있는 프로그램

Internet protocol stack

- application (상대방과 내가 사용하는 프로토콜)

- transport (다시 요청하는 곳)

- network (누구한테 보낼 지 결정한다.)

- link (데이터약속!, 보내는 것, 받는 것 똑같이 만들어주겠다느걸 결정)

- physical