컴퓨터네트워크 기본1

http://www.kocw.or.kr/home/cview.do?mty=p&kemId=1169634 

컴퓨터네트워크

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네트워크는 놀랍도록 발전해왔고, 지금은 전 세계에 뻗쳐나가있다.

그 것들을 모두 연결하면 뇌의 뉴런처럼 보일 것이다.

 

출처: 픽사베이

 

사실상 현대인들은 네트워크가 없이 살 수 없다.

나는 사용자의 입장에서 개발자로써의 전직을 꿈꾸므로

네트워크는 반드시 배워야 한다.

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네트워크 구조(Network Structure)

네트워크 구조는 크게 network edge와 network core로 나눌 수 있다.

네트워크 엣지는 인터넷의 말단 부분에 위치한 네트워크이고, 일반적으로 사용자가 쓰고 있는 클라이언트 또는 데이터를 보내주는 서버가 될 것이다.

네트워크 코어는 네트워크 엣지를 연결해주기 위해 그 중간에 위치한 네트워크라고 할 수 있겠다.

 

 

Network Edge

• applications and host
• hosts : run application programs (e.g. Web, email)
• client/server model : client host request, receives service from always-on server
  (e.g. Web browser/server; email client/server)

Network core

• routers
• network of networks
• mesh of interconnected routers

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근본적인 질문 : 데이터는 어떻게 전송될까?

네트워크 엣지에 데이터를 전달하기 위해 네트워크 코어 상에서 데이터가 전송이 계속 이루어진다고 볼 수 있는데

네트워크 상에서 데이터는 circuit switching 또는 packet-switching 을 통해 전송된다.

 

circuit switching (회선 스위칭)

• 각 네트워크 엣지에 특별한 회선을 구성하여 데이터를 전송할 수 있게 하는 방법이다.
• 회선끼리는 보증된 퍼포먼스를 제공한다.
• 전화선에서 많이 사용하는 방법이다. 

packet switching (패킷 스위칭)

• 미리 정해진 회선없이 단순히 데이터를 요청 받으면 요청받은 데이터만 전달하는 방식이다.
• 사용자가 끊임없이 데이터를 요구하지 않는 경우에 사용하기 용이하다.
• 예를들어, 웹페이지의 경우 웹 데이터를 요청한 뒤 응답받으면 재차 요구할 일은 비교적 적다.
• 따라서 웹에서 많이 사용하는 방법이다.

 

회선 스위칭과 패킷 스위칭의 비교

두 스위칭을 비교해보면 어떨까?

• 만약 초당 1Mbit를 전송할 수 있는 환경이라고 가정한 상태에서
• 유저마다 약 초당 100Kbit의 데이터를 요구할 경우

회선 스위칭의 경우에는 

한번에 10명의 유저에게만 데이터를 전송할 수 있을 것이다.

이미 그렇게 짜여진 코드고, 초당 1Mbit를 전송했을 때 그것만을 소화할 회선이 정해져 있기 때문이다.

 

패킷 스위칭의 경우에는

한번에 10명 이상의 유저가 데이터를 요구하지 않는다면

다수의 유저가 이용하더라도 데이터를 정상적으로 사용자에게 보내줄 수 있을 것이다.

다만, 한번에 사용자가 몰리지 않아야 한다는 전제조건이 붙어야 한다.

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패킷 스위칭 : 패킷에 딜레이가 생기는 4가지 원천(sources)

1. Nodal processing

• 네트워크 통신을 하기 전에 보낼 데이터 비트에 에러가 없는지 검사할 때
• 데이터를 받을 링크를 정의할 때
• (해결방안) 좋은 라우터를 구매한다.

 

2. Queueing

• 만약 데이터 사용량이 몰렸을 경우, queue 형태의 자료구조에 데이터가 잠시 체류할 수 있다.
• 이 때 데이터가 빠져나가야 queue에 대기하는 자료가 빠져나갈 수 있다.
• (해결방안..?) 따라서 사용자가 언제 몰리느냐가 가장 중요하다.

 

3. Transmission delay

• 이것은 공식으로 데이터 전송 딜레이를 표현할 수 있다.
• R = link bandwidth (bps) // (회선 대역폭)
• L = packet length (bits) // (패킷 길이) 일 때
• 비트가 링크를 통과하는 시간 = L / R
• 패킷 길이가 작던가 회선 대역폭이 크면 딜레이가 줄어든다. 따라서 현실적인 해결방안으로는
• (해결방안) 대역폭을 늘리면 딜레이 해소가 가능하다.

 

4. Propagation dealy

• Propagation(전파)
• 데이터가 위의 과정을 뚫고 물리적 회선으로 들어오게 되면 이때는 광통신으로 바뀐다.
• 따라서 데이터의 속도는 빛의 속도이다.
• 그러므로 이것의 공식은 회선길이 / 빛의 속도 이다.
• (해결방안) 회선길이가 짧던가 신의 영역에 접근하던가 둘 중 하나이다.