컴퓨터 네트워크 : 하향식 접근 책과 이석복 교수님 강의를 보며 정리한 내용입니다.
인터넷이란?
인터넷은 전 세계의 수 억개 컴퓨팅 장치를 연결하는 컴퓨터 네트워크이다.
Host는 server 또는 client를 모두 아우르는 단어로 end system과 같은 의미로 사용한다. 이러한 end system은 packet switch와 communication link의 네트워크로 연결되며 end system에서 생선된 데이터를 segment로 나누고 header를 붙인 packet(패킷)형태로 정보가 전달된다.
프로토콜(protocol)이란?
복수의 컴퓨터 사이나 중앙 컴퓨터와 단말기 사이에서 데이터 통신을 원활하게 하기 위해 필요한 통신 규약. 신호 송신의 순서, 데이터의 표현법, 오류(誤謬) 검출법 등을 정함. 통신 규약(通信規約).
구글에 프로토콜의 뜻을 검색하면 위와 같다.
사람을 예로 들면 Hi라는 connection request를 보냈을 때 상대방이 Hi라고 response가 왔을 때 요청을 보낸 사람이 그 다음 이야기를 진행하는 것처럼 인터넷 세상에서도 client가 connection request를 보냈을 때 프로토콜에 정해진 규약대로 응답이 왔을 때 네트워크 통신이 진행된다.
Packet switching
end system에서 end system으로 메세지를 보낼 때 패킷(packet)이라는 데이터 덩어리로 분할한 후 전송한다.
packet switch는 대부분 저장 후 전달하는 방식을 이용한다.
위 그림에서 packet 1의 일부 비트만 라우터에 도착했을 때 바로 전송하는 것이 아니라 패킷의 모든 비트를 수신한 후에 전송하는 방식이다.
패킷 스위치는 출력 버퍼를 가지고 있는데 이 버퍼가 수용할 수 있는 패킷보다 더 많은 패킷이 전송되었을 경우 패킷 손실이 발생할 수 있으며 먼저 들어온 순서대로 전송되므로 패킷은 큐잉 지연 문제를 겪게된다.
packet switching에서의 지연 유형
처리 지연
패킷 헤더를 조사하고 패킷을 어느 라우터로 보낼지 결정하는데 걸리는 시간을 처리 지연이라고 한다.
큐잉 지연
특정 패킷의 큐잉 지연 길이는 큐에 저장되어 링크로 전송되기를 기다리는 다른 패킷의 수에 의해 결정된다. 그렇기에 트래픽이 많아 다른 패킷이 전송 대기 중이라면 큐잉 지연시간이 길어지고 트래픽이 없다면 큐잉 지연 시간은 짧아진다.
전송 지연
패킷의 모든 비트를 링크로 밀어내는데 필요한 시간이 전송지연이다.
패킷의 길이를 L비트 라우터 A에서 B까지의 링크 전송률을 Rbps로 나타낼 경우 R은 A에서 B로 가는 링크의 전송률에 의해 결정된다. 이 경우 L/R이라는 전송 지연이 나타난다.
전파 지연
전파 속도는 빛의 속도와 비슷한데 두 라우터 사이의 링크 길이를 d라고 하고 전파 속도는 s라고하면 d/s가 전파 지연이다.
큐잉 지연과 패킷 손실
위의 지연과는 다르게 큐잉 지연은 트래픽이 많고 적음에 영향을 받기에 패킷마다 다른 시연 시간을 가진다.
a는 패킷이 큐에 도착하는 평균, R은 전송률 그리고 모든 패킷은 L비트라고 가정한다.
La/R은 큐잉 지연 정도이다. La/R > 1인 경우는 비트가 큐에 도착하는 평균율이 비트가 큐에서 전송되는 비율을 초과하기에 큐잉 지연은 무제한으로 커진다.
그리고 패킷 손실 비율은 트래픽의 강도가 커질수록 증가한다.
Circuit switching
end system간 통신을 제공하는 동안 경로상에 필요한 자원을 예약하여 사용하는 방법이다.
circuit switching 방식을 이용할 경우 두 end system간에 일정하게 보장된 전송률로 데이터를 교환할 수 있다.
위 그림에서 switch사이 링크가 1Mbsp의 전송속도를 가진다고 가정할 때 두 개의 end system는 250kbps의 전송속도를 얻게된다.
프로토콜 계층과 서비스 모델
인터넷 구조는 매우 복잡하기에 네트워크 프로토콜을 애플리케이션계층, 트랜스포트 계층, 네트워크 계층, 링크 계층, 물리 계층으로 계층화 시켰다.
이 책에서는 위의 계층을 맨 위에서 부터 하나씩 밑으로 내려가면서 공부한다.
