1장 컴퓨터 네트워크와 인터넷(1)

(본 글은 “컴퓨터 네트워킹 하향식 접근” 도서 및 네트워크 프로그래밍 수업 내용을 정리한 글 입니다.)

1.1 인터넷이란 무엇인가?

인터넷은 컴퓨팅 장치를 연결하는 컴퓨터 네트워크

그리고 연결되어 있는 각 장치는 호스트 또는 종단 시스템 이라 부른다 지금 제가 사용하는 컴퓨터 또한 하나의 종단 시스템인 것

각 종단시스템은 통신링크와 패킷 스위치 네트워크로 연결

통신링크 : 구리선, 광케이블과 같은 물리 매체

패킷스위치 : 라우터 , 링크 계층 스위치를 의미하며 패킷의 전달 역할을 수행

라우터는 네트워크 코어에서, 링크 계층 스위치는 액세스 네트워크에서 사용

각 종단 시스템은 ISP를 통해 인터넷에 접속

ISP (Internet Service Provider) : 패킷 시스템과 통신 링크로 이루어진 네트워크

또한 인터넷의 경우 공중인터넷과 사설인터넷으로 나눌 수 있음

공중인터넷의 경우 누구나 접근할 수 있는 일반적인 인터넷이라면 사설인터넷은 보안을 위해 일부 회사에서 쓰거나 인트라 넷과 같이 개방되어 있지 않은 인터넷

인터넷의 각 구성요소는 정보송수신을 제어하는 프로토콜을 수행합니다. 데이터를 어떻게 보내고 순차적 기다림 및 지연문제를 해결하기 위해 만든 규칙이 프로토콜. 이러한 프로토콜은 IETF라는 곳에서 표준으로 지정.

프로토콜 : 프로토콜이란 둘 이상의 통신 개체간에 교환되는 메시지 포맷과 순서뿐 아니라, 메시지의 송수신과 다른이벤트에서 취하는 행동을 정의

예를들어 타이머 인터럽트에 걸렸을 때 어떤 작업을 순차적으로 진행하는 지 등등의 규칙을 명시한 것, 대표적으로 TCP/IP

1.2 네트워크의 가장자리

네트워크의 가장자리는 앞에서 호스트 (종단 시스템)이라 표현하였음

이러한 호스트는 크게 두가지로 나눌 수 있다.

1. 클라이언트 : 데탑, 모바일, PC
2. 서버 : 웹페이지를 저장하고 분배 , 웹서버 , 전자메일 서버

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이어서 접속 네트워크(access Network) 컴퓨터가 처음 인터넷에 연결하기 위해 연결되는 부분. 쉽게 생각해서 컴퓨터를 처음 설치하면 랜선을 꽂거나 와이파이를 사용하는데 이 부분을 의미

코어 네트워크의 경우 각 라우터에 의해 연결되며 네트워크들의 네트워크 입니다. 각 종단 시스템들을 연결시켜주는 중간역할을 수행

엑세스 네트워크의 특징 : 엑세스 네트워크의 경우 접속인원 및 전송되는 데이터의 양도 적다. 대부분 유선이며 사용되는 기술도 쉽다

코어네트워크의 특징 : 코어는 전송되는 길이도 비교적 길고 많은 데이터를 전송. 대부분 무선

1.2.1 엑세스 네트워크의 종류

1. DSL

   • 기존의 전화 네트워크를 사용하는 방법으로 전화 교환국 까지 전용 물리회선을 사용

   • 각 가정의 전화회선은 데이터와 전통적 전화신호를 동시에 전달하며 각각 다른 주파수대역에서 인코드

   • 여러 가정의 아날로그 신호는 결국 다중화기인 DSLAM에 모여 디지털 포맷으로 다시 변환

   • 2006 ITU표준 기준으로 55Mbps의 다운로드 , 15Mbps의 업로드 속도를 가진다

   

   다른 주파수 대역 : 하나의 물리회선에서 전화음성과 컴퓨터의 데이터가 지나가야하는데 하나의 줄에서 어떻게 두 데이터가 흘라갈 수 있을까요?

   주파수를 다르게 -> 같은 주파수는 서로 간섭할 수 있기 때문. 마치 라디오에서 특정 채널의 주파수를 잡아 특정 채널의 데이터만 뽑는 것과 같은 원리

   bps란? : 시간당 비트 전송률 = 비트 전송률

   기본적으로 호스트에서는 데이터를 특정 단위로 잘라보내는데 이를 패킷이라 한다.

   이 패킷의 크기(L) / 하드웨어속도 (R) 을 계산하면 패킷전송지연 구할 수 있다.

   ex) 패킷의 크기가 100bit , 1초동안 5bit를 보내는 5bps의 속도를 가졌다면 패킷전송지연은 20sec. (L을 보내는데 20초가 걸린다.)

2. 케이블 네트워크

   • 전화 인프라가 아니라 기존의 케이블 TV 인프라를 사용

   • 전용 회선이 아니라 각 케이블이 가정으로 연결되어 있고 집들은 라우터와의 연결을 공유하는 공유 방식을 사용

   • 광케이블과 동축케이블 모두 이 시스템에서 채택하고 있어 HFC라고 호칭

   • 케이블이 시작되는 케이블 해드엔드에서 CMTS는 DSL의 DSLAM과 유사한 기능을 제공

   • 각 채널이 서로 다른 주파수에서 전송되는 <주파수 분할 다중화(FDM) 특징을 가짐

3. 이더넷과 와이파이

   • 기업, 대학, 홈 네트워크에서 가장 널리 사용

   • 각 종단시스템은 이더넷 스위치에 연결

   • 이더넷와 와이파이는 기본원리가 유사 (이더넷은 대부분 유선 , 와이파이는 무선)

4. 광역 무선 접속 (3G , LTE)

   • 이동 통신 회사가 별도로 제공

   • 기지국을 통해 전파가 미치는 범위(Cell)까지 통신이 가능하도록 한다.

   • 통화 중 기지국 사이를 이동하는 단말기가 끊김없이 통신이 연결될 수 있도록 도와주는 절차를 Handover라고 한다.

   • 그중 각 기지국들을 연결해주는 BSC의 관리에 의해 다른 경계면으로 넘어가면 동시에 수신을 하다 약해지는 곳의 신호를 끊어 자연스럽게 연결하게 해주는데 이를 soft Handover라고 한다.