재시민

1.5.1 Layered Architecture

Layer

• 각각의 레이어는 하나의 서비스 제공

왜 레이어 일까?

• 디자인
  • 복잡한 구조를 명확히 해준다.
• Maintenance, updating
  • 레이어 서비스 변화와 무관하게 사용
  • 예 ) 비행기 gate 절차변경이 다른 요소에 영향을 주지 않음

💥단점

• Function call ⬆ → memory call ⬆ → 성능 ⬇
• 보기가 좋아진다 → 성능 ⬇

Internet Protocol Layer

• Application
  • 네트워크 앱을 서포팅
  • FTP, SMTP, HTTP
• Transport
  • 프로세스 간의 데이터 transfer
  • TCP, UDP
• Network
  • 소스에서 도착지까지 Datagram을 라우팅
  • 길찾기
  • IP, Routing Protocol
• Link
  • Neighboring Network Elements 사이에서 데이터 송수신
  • Ethernet, WIFi, PPP
• Physical
  • Bits "on the wire"

ISO / OSI reference model ( 요소를 추가한 모델 )

• Presentation
  • 어플리케이션을 통역
• Session
  • Synchronization
  • CheckPointing
  • Recovery of data exchange
• 위의 두 레이어는 필요시에만 구현
• Encapsulation
  • 헤더를 붙여주는 과정정
   

1.4.1 Delay

• Packet-Delay
  • 도착 속도 > skrksms threh
• D-nodal = d-proc + d-queue + d-trans + d-prop

1. D-nodal
   • Error 확인
   • Output link 결정
2. D-queue
   • Transmission 을 위해 output link 에서 기다리는 시간
   • 라우터의 congestion level 에 의존
3. D-trans
   • L : packet length
   • R : Link bandwidth
   • D-trans = $L/R$
4. D-prop
   • D : length of physical link
   • S : propagation speed
   • D-prop = $D/S$

✋Carvan Analogy

• 10대의 차가 있다.
• Propagation late : 100km/h
• Physical link length : 100km

Q. 카라반이 두번째 톨부스 전에 줄을 지을 수 있는 시간은 얼마일까?

첫번째 톨부스에서 나오는 시간은 12초이고 총 10대이므로 2분이 걸린다

• D-prop = 100/100 = 1시간이다.
• 총 62분
• Propagation Speed 를 1000 이라고 하자

Q. 자동차들은 나머지 자동차들이 첫번째 톨부스에서 떠나기 전에 두번째 톨부스에 도착할까?

맞다. 첫번째 자동차가 7분에 걸려 도착했을 때 나머지 3대의 자동차는 아직 첫번째 부스에 있다.

1.4.2 Queueing Delay and Packet Loss

• Queueing Delay
  • R : link bandwidth
  • L : Packet length
  • A : Average packet arrival rates
   
• Packet loss
  • 버퍼에는 유한의 수용량을 가지고 있다.
  • 꽉 찬 버퍼에 패킷이 오면 (Lose)
  • Lost Packet 은 retransmit 된다.

1.4.4 Throughput

Throughput

• 수송신자끼리의 바뀌어지는 bit 의 속도
• Instantaneous (주어진 시간)
• Average (임의의 기간 평균)
• Rs, Rc 에 따라 Throughput 제한
• Rs < Rc (bottleneck link : Rs)
• Rs > Rc (bottleneck link : Rc)
• Throughput : min(Rs, Rc) = bottleneck link

• Router 들의 묶음으로 이루어짐
• Packet 단위로 전송 (Packet-Switching)
• Full Link capacity

1.3.1 Packet Switching

• 변환하는데 L(Packet bit) / R(rate) $L/R$
• Store and Forward
• End-End delay : $N(L/R)$
  • N : 레이어 수
• 모든 패킷이 라우터에 저장되어야 다음 링크에 저장
• Queuing delay
  • 들어오는 데이터 > 나가는 데이터
  • 발생시 : 버퍼 사이즈 제한 , 데이터 loss
• Network-core functions
  • Routing
    • 도착지 설정해주는 단계
    • Forward table 생성
  • Forwarding
    • Packet 을 적절한 Router output 으로 움직이는 단계

1.3.2 Circuit Switching

• Circuit 단위
  • Receiver 와 Sender 사이의 유지되는 커넥션
• 링크 단위를 쪼개 'call' 단위로 배분
• 큐잉 딜레이 발생하지 않음
• Dedicated Resources : no sharing
• 전화망에서 자주 사용
• FDM (frequency - division multiplexing)
  • Bandwidth : frequency 밴드의 두께

Packet VS Circuit

1️⃣Packet

• Real-time 서비스에 적합하지 않음
• Sharing 가능
• 단순하고 효율적이고 가격이 적게 들음
• 예약을 할 필요가 없다
• Bursty Data (들쭉날쭉한 데이터) 에 좋음

💥단점

• 혼잡발생가능 - 큐잉딜레이
• Congestion control 필요

2️⃣Circuit

• 예약을 해야한다 (미리 할당)
• Admission Control

EX) 100 명의 사람이 있다고 가정할 때

Circuit 은 고정된 10명만 예약 하지만, Packet 은 10명이상 사용할 수 있다. (가능성은 적다)

1.3.3 A network of networks

• ISP 를 경유하여 end sys 와 인터넷 연결
• Access ISP 가 광범위하게 연결되어야 한다.
  • 모든 호스트 들이 서로서로 데이터 송수신가능
• 복잡하다
• 전화망, 케이블 보단 회사, 대학교 등이 적합하다.
• Access ISP : cutomer
• Global transit ISP : provider
• Reginal ISP
  • 모든 구역에는 없는 일부 region 에만 있는 ISP
  • Tier 1
• POP (point of presence)
  • 1개 이상의 router 로 구성
  • Provider network 안에 구성
• 가까우 ISP 끼리는 서로 connect 가능
  • 비용 절감
• IXP (internet Exchange Poing)
  • Multiple ISP 가 서로 peer 하기 위해
• Content-Provider Networks
  • Google data center
  • 비용절감, end sys 전달 제어가능
  • Private 한 TCP /IP 사용

Network Edge

• HOST : client, server
• Access Networks, Physical media
  • Wired/less communication links
    • core net 과 접속 위해
• Network core
  • Routers

1.2.1 Access Networks

DSL(e-s → modem → splitter → DSLAM(multiflexer) →ISP) (전화선)

• DSL Modem
  • Dedicated line 전용 회선
  • Twisted copper line (구리선 두개 꼬은거)
• DSLAM
  • Multiplexer
    • 많은 인풋, 하나의 아웃풋
  • CO(central office) 에 위치
  • Telephone network
• Cable Network
  • Cable Modem
    • Shared link (공유회선)
    • 하나의 모뎀에 많은 end sys 연결
  • TV 회사
  • HFC (Hybrid Fiber Coax) 로 연결
• DSL, Cable
  • 85% 대체됨
  • FTTH (fiber to the home)
    • CO 에서 집으로 바로 연결
• EnterPrise access Networks
  • LAN
  • End sys → Ethernet Switch → institutional router
• Wireless access network
  • Wireless LANs
    • 빌딩 같은 건물
  • Wide-area wireless access
    • 전화국 10km
    • 3G 4G LTE
• HOST : sends packets of data
  • Packet 단위로 전송
    • 점유율 ↓ , 오류방지
  • 패킷 순서대로 전달
  • 변환속도 L (length) / R(tarnsmition rate) $L/R$

1.2.2 Physical Media

• Bit
• Physical link
  • Receiver 와 transmitter 연결
• GUieded media (wired)
  • Solid media
• Unguieded media (wireless)
  • Freely media
• Twisted pair
  • 두개 꼬아진 구리선
• Coaxial Cable
  • 두개의 구리선으로 이루어져 있음
  • 양방향
  • 대역이 넓음
    • Multiple channel
    • HFC
• Fiber optics 광섬유
  • Glass Fiber
  • High speed
  • Low error
• Radio
  • Electromagnetic Spectrum
  • No wire
  • 양방향성
  • 안테나 2개
  • 영향
• 링크 타입
  • Terrestrial Microwave - 전화망
  • LAN - WIFI
  • Wide-area - cellular
  • Satellite