같이 읽어요 - [컴퓨터 네트워크 Top-down approach]-1. 컴퓨터 네트워크와 인터넷

이 게시물을 읽는 법 - 컴퓨터 네트워크 하향식 접근 을 함께 읽어보아요~

 

1장의 목차

1. 기본용어와 개념

•  이전 장에서 말했듯이 가장 중요한 부분이다.  앞으로 나올 모든 용어들에 대한 전반적인 설명이 있다.

2. 네트워크를 구성하는 하드웨어와 소프트웨어의 구성요소

•  네트워크의 구성요소를 하드웨어와 소프트웨어로 나누어 설명해준다.

3. 네트워크의 가장자리

• 사용자와 가까운 쪽을 네트워크의 가장자리라고 부른다. 그 개념에 대해 설명해준다.

4. 네트워크 코어

•  네트워크의 핵심적인 기능이 있는 곳을 네트워크 코어라고 부른다. 그 개념에 대해 설명해준다.

5 인터넷 = 네트워크의 네트워크 

• 인터넷을 '네트워크의 네트워크'라고 부르는 이유에 대해 설명해준다.

6. 종단 간 지연

• 네트워크 상에서 통신할 때, 발생하는 지연들에 대해 알아본다. 이는 네트워크의 성능과 관련이 있다.

7. 프로토콜 계층구조와 서비스 모델

• 각 장의 프로토콜에 대해 간략한 설명을 해준다. 매우 중요하다. 

 

 

 

 

 

 

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1 기본 용어와 개념  &  2 네트워크 구성 하드웨어와 소프트웨어

<1.1 인터넷이란 무엇인가?> -> 인터넷을 구성하는 요소와 제공하는 서비스

<1.1.1. 구성요소로 본 인터넷>

• 호스트, 종단 시스템 : 인터넷에 연결되는 장치들.
• 통신 링크와 패킷 스위치 : 종단 시스템을 네트워크에 연결시킨다.
  통신링크: 물리 매체로 구성, 전송률을 가짐. (링크 대역폭을 이용해서 통신링크가 데이터를 전송한다. Bps 단위)
  
• 패킷 교환기 : 스위치라고도 불림. 입력 통신링크로 패킷을 받아서 출력 통신 링크로 보낸다.
• 패킷 스위치 : 라우터, 링크계층 스위치 두가지 유형이 있다. 최종 목적지 방향으로 패킷을 전달한다.
  라우터 : 네트워크 코어, 스위치: 접속 네트워크
  
• ISP : (Internet Service Provider) : 종단 시스템을 인터넷에 접속시킨다.
  패킷 스위치와 통신 링크로 연결된 네트워크.
  각 ISP는 모두 따로 관리되고 IP 프로토콜을 수행하며 naming과 주소 배정 방식을 따른다.
• 프로토콜 : 인터넷을 구성하는 요소가 수행하는 것.
  무엇을 수행하는지 합의를 함으로써 상호 호환되는 제품과 시스템을 만들 수 있다.

 

 

<1.1.2. 서비스 측면에서 본 인터넷> 

• 분산 애플리케이션(distributed application) : 인터넷 애플리케이션, 서로 데이터를 교환하는 많은 종단시스템에서 수행된다.
• 소켓 인터페이스: 인터넷에 접속된 종단 시스템이 제공하는 것.
  한 종단 시스템이 다른 종단 시스템의 프로그램으로 데이터를 전달하려고 할 때, 어떻게 인터넷 인프라 스트럭처에게 데이터를 전달할 지 명세하는 것.
  
  • 인터넷 소켓 인터페이스 : 송신 프로그램이 따라야하는 규칙의 집합

 

<1.1.3. 프로토콜이란 무엇인가?>

• 통신하는 둘 이상의 원격 개체 간의 인터넷에서의 활동을 제어한다.
• 두 개체 사이의 교환되는 메세지 포맷과 순서, 메세지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동을 정의한다.
• 프로토콜이 무엇인지 아는 것이 컴퓨터 네트워크 전문가의 길.

3. 네트워크 가장자리

<3.1. 접속 네트워크>

• 접속 네트워크: 한 종단 시스템에서 다른 종단 시스템까지의 경로상에 있는 첫번째 라우터에 연결하는 네트워크.

<.3.2. 물리매체>

• 비트: 비트가 여러 라우터 등을 거치며 전달될 때, 비트는 물리 매체에 전자파나 광 펄스를 전파하여 전송한다.

 

4. 네트워크 코어

 = 인터넷 종단 시스템을 연결하는 패킷 스위치와 링크의 그물망

 

<4.1. 패킷 교환>

• 패킷: 교환하는 메세지가 쪼개지고 패킷이 되어, 통신 링크와 패킷 스위치를 통해서 전달된다.
• 저장 후 전달 방식: 패킷 스위치가 패킷을 전달할 때 사용하는 방식.
• 큐잉 지연: 도착하는 패킷이 다른 링크로 전송되기 전에, 링크가 다른 패킷을 전송 중이라면 대기하고, 출력버퍼에 존재하게 된다.

<4.2. 회선 교환>

• 회선 교환과 패킷교환

<4.3. 네트워크의 네트워크>  = 5. 인터넷 = 네트워크의 네트워크

• ISP들의 연결

 

<4.4. 패킷 교환 네트워크에서의 지연, 손실과 처리율>

• 큐잉지연과 패킷손실. <- 컴퓨터 네트워크의 성능
• 종단 간 지연  = 노드 처리 지연, 큐잉 지연, 전송지연, 전파 지연 = 6.종단 간 지연
• 종단 간 처리율(throughput)  <-  컴퓨터 네트워크의 성능
  : 데이터가 흐르는 전송율에 의지한다. (데이터 크기/ 병목링크의 전송률 느낌)

7 프로토콜 계층구조와 서비스 모델  ★

• 애플리케이션 계층 프로토콜
  여러 종단 시스템에 분산되어 있어서 한 종단 시스템에 있는 애플리케이션이 다른 종단 시스템에 있는 애플리케이션과 정보 패킷을 교환하는 데 사용한다.
         - 정보 패킷 : '메시지'message
  
• 트랜스포트 계층 프로토콜
  클라이언트와 서버 간에 애플리케이션 계층 메시지를 전송하는 서비스 제공.
  

• TCP는 애플리케이션에게 연결 지향형 서비스를 제공한다. 또한 긴 메시지를 짧은 메시지로 나누고 혼잡 제어 기능을 제공하여 네트워크가 혼잡할 때 출발지의 전송률을 줄이게 한다.
• UDP 프로토콜은 애플리케이션에 비연결형 서비스를 제공한다. 이 서비스는 신뢰성, 흐름제어, 혼잡 제어를 제공하지 않는 아주 간단한 서비스이다.
         - 정보 패킷 : '세그먼트' segment

• 네트워크 계층 프로토콜
  한 호스트에서 다른 호스트로 '데이터그램'을 라우팅하는 책임을 진다.
  • 출발지 호스트에서 인터넷 트랜스포트계층 프로토콜(TCP, UDP)은 트랜스포트 계층 세그먼트와 목적지 주소를 네트워크 계층으로 전달한다.
  • 네트워크 계층은 목적지 호스트의 트렌스포트 계층으로 세그먼트를 운반하는 서비스를 제공한다
  • 네트워크 계층은 두가지 주요 요소를 갖는다.
  • 1. IP 데이터그램의 필드를 정의하며 종단 시스템과 라우터가 이 필드에 어떻게 동작하는지를 정의하는 프로토콜을 갖고 있다. (IP 프로토콜)
    2. 출발지와 목적지 사이에서 데이터그램이 이동하는 경로를 결정하는 라우팅 프로토콜을 포함한다.
     - 정보 패킷 : '데이터그램' datagram
    
• 링크 계층 프로토콜

• 경로 상의 한 노드에서 다른 노드로 패킷을 이동하기 위해 네트워크 계층은 링크 계층 서비스에 의존한다. 각 노드에서 네트워크 계층은 데이터그램을 아래 링크 계층으로 보내고 링크 계층은 그 데이터그램을 경로상의 다음 노드에 전달한다. 다음 노드에서 링크 계층은 그 데이터그램을 상위 네트워크 계층으로 보낸다.
• 링크 계층에서 제공하는 서비스는 그 링크에서 채용된 특정 링크 계층 프로토콜에 의해 결정된다. 즉 네트워크 계층은 각기 다른 링크 계층 프로토콜로부터 다른 서비스를 제공받는다.
• 링크계층 프로토콜의 예로는 이더넷, 와이파이 그리고 케이블 접속 네트워크의 DOCSIS 프로토콜이 있다.
•        -  정보 패킷 : '프레임' frame

 

• 물리계층 프로토콜
  프레임 내부의 각 비트를 한 노드에서 다음 노드로 이동한다. 
  링크의 실제 전송 매체에 의존한다.

 

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총 흐름 (캡슐화개념)

 

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송신 호스트에서 애플리케이션 계층 메시지는 트랜스포트 계층으로 보내진다.

트랜스포트 계층은 메시지에 수신 측 트랜스포트계층에서 사용될 추가정보를 더한다.

애플리케이션 계층 메시지와 트랜스포트 계층 헤더 정보는 모두 트랜스포트 계층 세그먼트를 구성한다. (트랜스포트 계층 세그먼트는 애플리케이션 계층 메시지를 캡슐화한다.)

추가된 정보는 수신 측의 트랜스포트 계층이 그 메시지를 적절한 애플리케이션으로 보내도록 하는 정보와 메시지의 비트들이 변경되었는지 아닌지를 수신자가 결정하게 하는 오류 검출 비트를 포함한다.

 

 그 다음에 트랜스포트 계층은 세그먼트를 네트워크 계층으로 보내며 네트워크 계층은 출발지와 목적지 종단 시스템주소와 동일한 헤더 정보를 추가하여 (Hn) 네트워크 계층 데이터그램을 만든다.

 

이 데이터 그램은 링크계층으로 전달되고 링크 계층도 자신의 헤더 정보를 추가하고 링크 계층 프레임을 만든다.

여기서 각 패킷은 헤더필드와 페이로드 필드라는 두가지 형태의 필드를 갖는다.