[컴퓨터 네트워킹 하향식 접근] 1. 컴퓨터 네트워크와 인터넷

 

Chapter 1 : 컴퓨터 네트워크와 인터넷

프로토콜이란?

둘 이상의 통신 개체 간에 교환되는 메시지 포맷, 순서뿐만 아니라, 메시지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의하며, 인터넷의 모든 커뮤니케이션은 프로토콜을 따른다. 

 

The Network edge

• hosts: clients and servers
• 서버는 보통 데이터 센터 내에 있음

The Network core

• Packet Switching
  • 메시지를 보낼 때 패킷이라는 작은 데이터 덩어리로 분할해서 보냄
  • 송신 측과 수신 측 사이에서 각 패킷은 통신 링크와 패킷 스위치(라우터/링크 계층 스위치)를 거침
  • 패킷은 링크의 최대 전송률과 같은 속도로 각각의 통신 링크에서 전송됨
  • 패킷 스위치는 store-and-forward 방식을 이용함
  • 패킷 스위치는 접속된 여러개의 링크를 가지고 있으며, 각 링크에 대해 출력 버퍼, 출력 큐를 갖고 있음
    • 링크를 패킷이 지나가야 하는데 만약 그 링크가 다른 패킷을 전송하고 있다면, 그 지나가야 하는 패킷은 출력 버퍼에서 기다려야 한다. 이때 저장 후 전달 지연뿐만 아니라 큐잉 지연 또한 겪게 된다.
    • 만약 패킷이 기다리는 버퍼 공간이 다 찼다면 패킷 손실이 발생한다. -> 도착하는 패킷/큐에 대기 중인 패킷을 폐기(drop) 하기 때문.
  • 패킷 교한 네트워크에서의 지연
    • 처리 지연 : 패킷 헤더를 조사하고 그 패킷을 어디로 보낼지를 결정하는 시간
    • 큐잉 지연 : 패킷이 큐에서 링크로 전송되기를 기다리는 시간 (버퍼에서 얼마나 기다리는지) , congestion dependent
    • 전송 지연 : 선입선출(FIFO) 방식으로 전송됨. 앞서 도착한 다른 패킷들이 전송될 때까지 해당 패킷이 기다려야 하는 시간, 즉 라우터가 패킷을 내보내는 데 필요한 시간 L(packet length) / R(linkt bandwidth)
    • 전파 지연 : 링크의 처음부터 라우터까지 전파에 필요한 시간, 비트가 한 라우터에서 다음 라우터로 전파되는 데 걸리는 시간
• Circuit Switching
  • 종단 시스템 간에 통신을 제공하기 위해 경로상에 필요한 자원(버퍼, 링크 전송률)은 통신 세션 동안 예약 된다. 그래서 통신 링크가 사용 중일 경우 다른 사람이 사용할 수가 없지만, 송신자는 수신자에게 보장된 일정 전송률로 데이터를 보낼 수 있는 장점을 가지고 있다. 

Performance Metrics

• Delay(지연시간) : 데이터를 발생 시키는 소스로부터 목적지까지의 패킷을 전달하는 데 걸리는 시간
• Packet Loss(손실률) : 보낸 패킷 중에 얼마 정도가 분실이 되는가, 라우터에서 발생
• Throughput(전송률) : 단위 시간 동안 전달 될 수 있는 트래픽의 총 량, 전송률을 결정하는 주요 요소는 bottleneck link이고, 이것을 없애는 것이 스루풋을 높이는 방법이다. 

Protocol Layers

• application : 가장 상위 계층, 인터넷을 사용하기 위해서 쓰는 애플리케이션 (예: FTP, SMTP, HTTP), message
• transport :  패킷을 목적지 까지 안전하게 전달하는 서비스를 제공함. 전송계층 (TCP, UDP), segment
• network : source부터 destination까지의 길을 찾아주는 기능을 함 (IP, routing protocols), datagram/packets
• link : 하나의 호스트와 그 다음 호스트 간의 데이터 전송을 함, 이더넷, frame
• physical : 물리 계층. 데이터를 전달할 때 비트를 어떤 식으로 전달할 것인지 결정. bits