Internet & Network Edge

Ch1-1. What is Internet?

end systems : 인터넷의 가장 자리에서 연결되어 있음

• ex)  pc. server, laptop, smartphone
• hosts 라고 부름 : network apps을 구동시킴

 

communication links : 인터넷에 물리는 장비들을 연결하는 것

• ex) wireless, wired links
• transmission rate == band width : 전송 속도가 중요

 

packet switches 

• 각 장비를 서로 연결하는 것이 아니라
• 모두 router(switch)에 연결하여 서로 연결된 상태를 만듦
• packet이란 데이터 덩어리를 누구에게 먼저 보내야 할지 결정

 

Internet  == Network of networks

+) ISP : Internet Service Provider

• protocol.을 기반으로 메세지를 송수신함.

• protocol은 IETF(Internet Engineering Task Force)에서 표준화함
• RFC 가 그 표준화된 규약들
  • • RFC 전의 후보들은 Internet-Drafts의 형태로 올라감
    • 자신이 설계한 프로토콜을 그 형태로 IETF의 회의에 올림
• ex) TCP, HTTP 등등

• 여러 application이 실행될 수 있도록 해주는 Infrastructure로 볼 수 있음
  • 해당 app의 interface를 제공하는 꼴

 

 

 

What is a Protocol?

protocol은 송수신한 메세지의 format, order을 정의한 것.

그리고 그 때 어떤 행동을 취해야하는지도 정의함

 

 

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Ch1-2. Network Edge

< Network Structure>

• hosts: clients and servers
  • host를 isp에 연결해주는 것을 access network 라고 함
  • home networks를 ISP에 연결할 때는 Residential  Access Network를 통해서 연결됨
  • 실외에서는 Mobile Network를 통해서 
  • 학교나 회사 등은 Institutional Access Network를 통해서 - (dedicated)
• servers는 종종 데이터 센터를 의미

 

network edge에서 중요한 것

• 그 network의 수용량 == bandwidth
  • 시간 당 얼마나 비트를 나르는가?
• shared인가? dedicated인가?

 

 

Connection between Home_Network and ISP

두 종류의 방식이 있다

1. Digital Subscriber Line (DSL) 
   1. 전화 회사가 사용하는 방식 (KT, SKT)
   2. 전화 회사에 DSL access multiplexer 장비를 이용하여, 각 집마다 연결된 dedicated line으로 온 정보를 DSLAM 장비로 받음
      1. 1. 집마다 전용 전화선이 존재
         2. 그 정보로 voice랑 data가 다른 주파수로 들어옮
         3. 그 중 voice는 telephone network로, data는 ISP로 보냄
   3. 업로드 할 때는 upstream -  (transmission rate < 1Mbps)
   4. 다운 받을 때는 downstream - (transmission rate < 10Mbps) 
      1. 인터넷 정보의 소비자 이기에 다운 받는 것이 많아서  upstream보다 많이 뚫어둠

 

1. Cable Network(HFC)
   1. 케이블 회사가 사용하는 방식 (미국이 보편적으로 씀)
   2. 각 집마다 CMTS에 일일이 연결(X) 
   3. 여러 집이 하나의 연결선에 연결 - 공유(share)하여 CMTS로 받음
      1. CMTS : cable modem termination system
   4. HFC : hybrid fiber coax
      1. upstream(2Mbps), downstream(30Mbps) - 한국은 이보다 더 나아짐

• 보통 집에선 1Gbps의 이더넷을 이용
• 무선 연결은 wifi access pointer로 - router의 한 포트에 연결됨
• cable 또는 DSL modem을 통해 web으로 접근

 

• home network == LAN
  • • Local Area Network
    • Router에 의해서 많은 장비가 연결되어 외부와 송수신

 

홈네트워크를 인터넷 엑세스 네트워크에 연결하는 장비는? => 모뎀

 

 

 

Enterprise access networks (Ethernet)

•  모든 컴퓨터, 서버는  Ethernet Switch에 연결됨
• • wifi는 ethernet switch의 한 포트에 연결
  • 일반 컴퓨터 : 10~100Mbps
  • 대용량 서버 : 1~10Gbps
  •  (Twisted-pair copper wire)로 end system과 ethernet switch를 연결
• Ethernet Switch는 모두 Institutional Router에 연결되어 ISP로 GoGo
  • 이 때 dedicated로 연결된다는 거 알지요?

 

 

Wireless access network

type 1) wireless LANS

• 건물 안에서 사용
• Wifi : 300m(100피트) 내에 있는 장비는 연결 가능
• wifi 는 802.11로 규약이 되어있는데,
  • transmission rate : b=11 / g=54 / n=450 Mbps
• 이 때 wifi 를, access pointer라고 부름

 

type 2) Wide-area wireless access

• 기지국(telco)으로. 10km 내에 있는 장비들이 mobile access가 가능해짐
• transmission rate : 1~10Mbps
  • 3G,4G,LTE에서는 이동하면서 100Mbps도 가능
• 이 때 기지국을 , Base Station 라고 부름

 

 

 Host : Send Packets  of Data

• 메시지를 L 길이의 packet으로 나눔
• R 전송 속도로 access network에 packet을 보냄
  • • transmission rate == capacity, band width
    • transmission delay = L(bits) / R(bits/sec)
      • L비트의 packer을 링크에 전송하는 데 필요한 시간

 

Link : Physical media

단위 : bit

guided media: solid한 media 가 있음

• 용량 : copper < coax < fiber

 

copper의 대표적인 예로

• Twisted Pair (TP)
• • ethernet cable로 많이 사용
  • Category 5 (home - 100Mbps, 1Gbps)
  • Category 6 (enterprise - 10Gbps)

• coaxial cable
• • for multiple channels on cable => HFC cable로 이용
  • 양방향 가능 (bidirectional)
  • TP보다 훨씬 먼 거리 가능 ( < 10km)

 

fiber optic cable

• glass fiber
• 양방향 가능 (bidirectional)
• high-speed, point to point operation (10-100Gbps)
• low error rate - 전송 중 신호 손실율이 낮음
• 10km 이상

 

unguided media : 공기를 타고 신호가 확산/전파

ex) radio

 

효과

• 양방향 가능 (bidirectional)
• multipath fading - 장애물에 부딪히면 여러 방향을 전파
• shadow fading - 장애물에 가로막혀 더이상 나아가지 못함
• path loss  - 아주 먼 거리에선 신호가 닿지 않음
• interference 

종류 

• terrestrial radio
• • PAN (bluetooth)
  • LAN (wifi)
  • wide-area(cellular)
• satellite
• • 상공에 있는 높이에 따라 GEO > MEO > LEO
  • 높이 있을 수록 커버할 수 있는 영역이 커짐
  • end to end delay는 270ms - 오래 걸림

 

 

정리