[네트워크] 1. 컴퓨터 네트워크와 인터넷

<컴퓨팅 네트워크 : 하향식 접근 1장>을 읽으면서 발췌한 내용이다. 전공 수업을 들을 때 읽었는데 중요한 내용이 정말 많이 담겨있어서 한 번 더 읽게 되었다.

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세그먼트와 패킷

통신 링크는 구리선, 광케이블 등 실제 물리 매체로 구성되며, 각각의 링크들은 다양한 전송률을 이요하여 데이터를 전송한다.

이때 한 종단 시스템이 다른 종단 시스템으로 보낼 데이터를 갖고 있을 때, 이 데이터를 세그먼트로 나누고, 각 세그먼트에 헤더를 붙인다. 이렇게 만들어진 정보 패키지가 패킷이다.

 

패킷 교환기 (스위치)

• 도착한 패킷을 입력 통신 링크로 받아, 출력 통신 링크로 내보낸다.
• 최종 목적지까지 위 방식으로 패킷을 전달한다.
• ex) 라우터(네트워크 코어), 링크 계층 스위치(접속 네트워크)

💡 Cisco라는 회사가 스위치 및 라우터 등 유선 통신장비 분야에서 업계 1위를 기록하고 있다. 정말 압도적으로…

 

ISP

• 패킷 스위치와 통신 링크로 이루어진 네트워크
• 가정용 초고속 접속, 고속 LAN 접속, 이동 무선 접속 등 다양한 네트워크 접속을 제공한다.
• 종단 시스템은 ISP를 통해 인터넷에 접속한다.

→ 인터넷은 종단 시스템을 서로 연결하는 것이므로, 종단 시스템에 접속을 제공하는 ISP들도 서로 연결되어야 한다.

 

BPS vs. bps

BPS : 초당 처리된 Byte

bps : 초당 처리된 bit

 

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서비스 측면에서 본 인터넷

애플리케이션에 서비스를 제고하는 인프라스트럭처로 볼 수 있다.

이때 애플리케이션은 서로 데이터를 교환하는 많은 종단 시스템을 포함하고 있기 때문에 분산 애플리케이션이라고 부른다.

 

Q. 인터넷 애플리케이션은 어디서 수행될까?

A. 종단 시스템에서 수행된다. 네트워크 코어에 있는 패킷 교환기에서는 수행되지 않는다. 왜냐하면 패킷 교환기는 종단 시스템 간의 데이터를 교환해 주지만, 데이터의 시작과 끝인 애플리케이션에는 관심이 없다.

 

💡 즉, 코어에서의 패킷 교환은 패킷 교환기(라우터)가 수행하고, 마지막 애플리케이션에 도달하는 건 종단 시스템이 수행한다.

 

Q. 그럼 한 종단 시스템에서 수행되는 애플리케이션이 다른 종단 시스템에서 수행되고 있는 프로그램으로 어떻게 데이터를 보내는 걸까?

A. 소켓 인터페이스로 보낸다.

 

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종단 시스템은 웹 브라우저, 웹 서버, 전자메일 프로그램 등 애플리케이션을 수행하므로 호스트라고도 부른다. 호스트는 때때로 클라이언트와 서버로 구분된다.

즉, 종단 시스템 == 호스트 == 클라이언트 or 서버로 이해하면 된다.

 

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LAN

종단 시스템을 가장자리 라우터에 연결하는 데 사용된다. 대표적으로 이더넷 기술이 있다.

 

그러나! 사람들이 점차 무선으로 접속하게 되면서, 무선 랜 환경에서 무선 사용자들은 기업 네트워크에 연결된 AP로 패킷을 송수신하고, 이 AP는 유선 네트워크에 다시 연결된다. 때문에 무선 랜 사용자들은 일반적으로 AP의 수십 미터 반경 내에 있어야 한다.

와이파이라고 더 잘 알려진 IEEE 802.11 기술에 기반한 무선 랜 접속은 이제 거의 모든 곳에서 가능하다.

 

💡 AP(Access Point, 무선 접속점)는 와이파이 네트워크를 제공하는 장치이다.

 

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저장-후-전달 전송

스위치가 출력 링크로 패킷의 첫 비트를 전송하기 전에, 전체 패킷을 받아야 하는 방식.

만약 패킷 한 개가 3비트일 때, 1비트가 먼저 도착해도 나머지 비트가 도착하기 전까지 출력 링크로 나가지 않고 라우터에서 대기한다.

 

종단 간 지연 시간

💡 d = N * L / R

→ 출발지부터 목적지까지 N개의 링크로 구성되고, 각각은 전송률이 R인 경우이다.

 

Q. 패킷을 전송하는 데 걸리는 시간?

A. 패킷 스위치가 R비트/초의 속도로 링크에서 L비트의 패킷을 송신한다면, 그 패킷을 전송하는 데 걸리는 시간은 L/R초이다.

 

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포워딩 테이블

패킷이 라우터에 도착하면 라우터는 올바른 출력 링크를 찾아야 한다. 이때 필요한 게 포워딩 테이블이다.

포워딩 테이블에는 목적지 주소를 라우터의 출력 링크로 매핑한다. 올바른 출력 링크를 찾기 위해 패킷에 담긴 목적지 주소를 조사하고, 이 목적지 주소를 포워딩 테이블에 검색한다.