2) 스위치 네트워크, 컴퓨터 네트워크, 컴퓨터 네트워크 아키텍쳐

-용어정리-

URL : Uniform resource locator, 인터넷에서 웹 페이지, 이미지, 비디오 등 리소스의 위치를 가리키는 문자열

Protocol: 규약

HTTP: Hyper Text Transfer Protocol, 인터넷에서 데이터를 주고 받을 수 있는 포로토콜

TCP: Transmission Control Protocol(전송 제어 프로토콜), 인터넷 프로토콜 스위트(IP)의 핵심 프로코콜중 하나로, IP와 함께TCP/IP라는 명칭으로도 널리 불린다. TCP는 근거리 통신망이나 인트라넷, 인터넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간에 일련의 옥텟을 안정적으로, 순서대로, 에러없이 교환할 수 있게 한다.

 

 

많은 사람들은 응용프로그램을 통해서 인터넷을 안다. 아래는 응용프로그램의 목록이다.

Applications(응용프로그램)

world wide web: HTTP(Hyper-Text Transfer Protocol) 프로토콜을 사용한다.

E-mail: 서버측용 SMTP(단순 전자우편 전송 프로토콜),서버-클라이언트측용 Pop3(PostOffice프로토콜) or IMAP(Internet Message Access Protocol)

Online social networking: ex) Twitter, Facebook

Streaming audio and video: ex) iTunes,SoundCloud, Youtube

Instant messaging: ex) KakaoTalk, NateOn

File-sharing: ex) P2P

 

Application Protocol

http://www.cse.pusan.ac.kr 에 접속을 시도하면 하나의 url요청에 17message가 발생

• 6개의 메세지는 IP(인터넷 프로토콜) 주소를 찾습니다.
• TCP 연결 설정을 위한 3개의 메세지
• HTTP 요청 및 승인의 경우 4개의 메세지
  – 요청: 요청을 받았으며 데이터를 보내드립니다.
  – 응답: 요청한 데이터는 다음과 같습니다. 나는 데이터를 얻었다
• TCP 연결 해제 메시지 4개

 

 

Requirements(요구사항)

네트워크 구축을 위한 3개 그룹의 요구사항 

1. Application Programmer
  • 애플리케이션에 필요한 서비스 나열: 예: 데이터의 제한된 배달 지연

 

2. 네트워크 디자이너
  • 리소스를 공유할 수 있는 비용효율적인 네트워크 설계

 

3.  네트워크 제공자
  • 관리하기 쉬운 시스템의 특징 나열

 

네트워킹의 목표

애플리케이션 요구 사항/수요를 이해해야 함 

1. 트래픽 데이터 속도
2. 교통 패턴
  • 예: 버스트 또는 고정 비트 전송률 

3.  트래픽 대상
  • 다지점 또는 단일 대상
  • 모바일 또는 고정 

4. 지연 감도
5. 손실 감도

 

네트워크란?

노드와 노드를 연결하는 링크 모음

 - 이 말은 모호함. 왜? 다른 네트워크 고려해야함 – 인터넷, 전화, 센서 네트워크, 셀룰러 네트워크

네트워크를 그리는 방법

1. 전기적 질문(물리적 층) 

– 전압, 주파수, ...
– 유선 또는 무선
2. 링크 계층 문제: 데이터를 보내는 방법? (데이터 링크 계층)
– 언제 이야기할 것인지 – 양쪽이 동시에 이야기할 수 있는지 (MAC: 미디엄 액세스 제어)
– 저수준 형식은 어떻게 할건지?

 

확장 가능한 연결성(Scalable Connectivity) 

1. (Direct) Links

직접연결 서로서로 다 연결해서 엄청 복잡한 그물망됨

하나의 호스트가 추가되면 또 다 연결해야함

2. Switched Networks

 

(1)Circuit Switching Networks (회로 교환 네트워크)

Circuit Swtiching은

전화를 예로 많이 든다.

1:1 통신의 단적인 예이기 때문( 물론 그룹통화도 가능하다.)

 

자원과 경로를 미리 확보하여 대기 없이 통신이 바로 가능하다. 

그래서 RTS(Real-Time Service) 에 적합하다.

즉, 사용자는 바로 해당 경로를 이용하여 자원을 전송하거나 받을 수 있다.

인터넷 전화보다 집전화로 통화하는 것이 음질이 더 좋은 이유이다.

하지만 자원과 경로를 미리 확보해서 한다는 자체가 cost가 큰 작업이다.

그리고 해당 자원은 해당 단말밖에 쓸 수 없기 때문에

남는 자원이 있다면 비효율을 초래한다.

하지만 전송 속도를 보장한다. (대역폭 보장)

또한 시작과 끝이 분명하다.

전화의 경우 전화를 걸면 시작, 전화를 끊으면 끝

네트워크에선 서킷 스위칭을 Connection Oriented 라고 한다.

다시 정리하자면

장점은

– 일단 회로가 완료되면 빠르고 간단한 데이터 전송가능
– 회로가 다른 사용자로부터 격리를 제공하므로 예측 가능한 성능(예: 대역폭 보장)
    cf) 네트워크의 대역폭은 얼마입니까?
         *일정 시간 동안 네트워크를 통해 전송 가능한 비트 수
         *예를 들어 네트워크의 대역폭은 10Mbps일 수 있습니다.(초당 1천만 비트를 전달할 수 있습니다.)

– 소스는 정보를 자체 포함된 패킷(주소를 가진)으로 보냅니다.
    소스에서 단일 메시지를 분할해야 할 수 있습니다.
– 각 패킷은 대상 호스트로 독립적으로 이동합니다.
      스위치는 패킷의 주소를 사용하여 패킷을 전달하는 방법을 결정합니다. 

       저장 및 전달

단점은

– 트래픽이 폭주하면 상당한 시간 동안 회로가 유휴 상태가 됩니다.
– 대역폭 요구 사항이 다른 사용자는 여러 회로를 사용해야 한다.
– 대안: 패킷 스위칭.

 

(2)Packet Swtiching Networks

 

Packet Swtiching은 인터넷을 예로 많이 든다.

패킷 스위칭은 자원과 경로를 미리 확보하지 않는다

그 때마다 새로 경로를 정해서 패킷을 전송하고 받는다.

때문에 Waiting Time이 발생하지만 불편한 정도는 아니다.

 

요청에 따라 자원을 할당하고 경로를 결정하기 때문에

많은 사용자가 있는 인터넷에서는 Packet이 Circuit 보다는 효율적으로 자원을 쓸 수 있다.

-> 전송속도를 보장하지는 않는다.

만약 사용자마다 할당했다면 인터넷이 느려질 이유도 없었겠지만 이렇게 빠를 수 조차 없었을 것이다.

최대 500Mbps로 받을래? 일정한 속도로 1Kbps로 받을래? 라는 생각을 해보자.

또한 시작과 끝이 불분명해서

미리 자원확보나 경로는 어렵다.

네트워크에선 패킷 스위칭을 Connectionless라고 한다.

 

 

요약

-다른 응용프로그램을 지원하기 위해서는 (Circuit or packet)Switched Network를 사용해야한다.

-컴퓨터 네트워크는 Packet switched networks 이다.

-패킷네트워크(전화) vs 서킷네트워크(컴퓨터네트워크, 인터넷)

-컴퓨터 아키텍쳐란 5개의 레이어로 구성된 TCP/IP 프로토콜을 사용한 저장 및 전달 기반 아키텍처 이다.