네트워크 구성

• 네트워크 가장자리(network edge)

  네트워크의 말단이며, 여기에는 많은 end system들이 존재한다. 여기서 end system은 host라고 보면 되는데, host는 클라이언트나 서버를 뜻한다.

• 네트워크 코어(Network core)

  네트워크 코어는 전체 네트워크의 시스템의 중앙에 위치하여 데이터를 전송하는 핵심적인 역할을 한다. 네트워크 코어의 구조는 수많은 라우터들이 얽혀있는 구조이다.
  네트워크 코어에서 패킷을 교환하는 것을 Packet switching 이라 한다.
  

• 엑세스 네트워크(Access network)

  네트워크에 접근하기 위한 네트워크이다. 이는 end system들이 인터넷을 사용할 수 있도록 길을 열어주는 네트워크라고 보면 된다.

• 프로토콜

  여러 컴퓨터나 단말기 사이에서 데이터 통신을 원활하게 하기 위해 필요한 통신 규약이며, 쉽게 말하면 통신을 하기 위한 약속이라고 보면 된다.
  Ex) HTTP, TCP, UDP, IP ...

TCP vs UDP

• TCP
  • 높은 신뢰성, 구현이 복잡함
  • HTTP(web), FTP(file transfer), Telnet(remote login), SMTP(email)
• UDP
  • TCP에 비해 신뢰성이 떨어짐, 구현이 쉬움
  • streaming media, teleconferencing, DNS, Internet telephone

Packet Switching

• 메시지를 패킷이라고 하는 작은 데이터 덩어리로 분할하여 전송하는 방식
• 송신 측과 수신 측 사이에서 각 패킷은 통신 링크와 패킷 스위치를 거치게 된다.

Circuit Switching

• 종단 시스템 간에 통신을 제공하기 위해 경로상의 필요한 자원을 통신 세션 동안에 확보 또는 예약하여 전송하는 방식

Packet Switching vs Circuit Switching

• Circuit Switching
  - 100Kbps가 항상 각각의 사용자에게 예약되어야 함.
  - 따라서 동시에 10명(1Mbps/100Kbps)만 지원할 수 있음.

• Packet Switching
  - 한 특정 사용자가 활동하고 있을 확률은 0.1(10%).
  - 만약 35명의 사용자가 있을 때 11명 이상의 사용자가 동시에 활동할 확률은 0.0004(0.04%).
  - 따라서 10명 이하의 동시 사용자가 있을 때 사용자가 패킷은 Circuit Switching이랑 마찬가지로 지연 없이 링크를 통과함.
  - 10명 이상의 동시 사용자가 있을 경우 패킷의 통합 도착률이 링크의 출력 용량을 초과하므로 출력 큐가 커지기 시작.
  - 10명 이상의 동시 사용자가 있을 확률은 매우 희박하므로 Packet Switching은 거의 항상 Circuit Switching이랑 대등한 지연 성능을 가지면서도 사용자 수에 있어서 거의 3배 이상을 허용함.
  

Packet Switching의 성능이 Circuit Switching보다 우수함.
두 방식의 가장 큰 차이점은 Circuit Swtiching은 요구에 관계없이 미리 전송 링크의 사용을 할당하는 반면에 Packet Switching은 요구할 때만 링크의 사용을 할당한다는 것.

패킷 딜레이의 4가지 요소

1. nodal processing delay
   • 패킷의 비트 수준 오류를 조사하는데 걸리는 시간
   • 패킷의 헤더를 조사하고 어느 출력 링크로 보낼 지 결정하는 시간
2. queuing delay
   • 패킷이 큐에서 출력 링크로 전송되기를 기다리는 시간
   • 라우터 혼잡 수준에 좌우(이미 큐에 저장된 패킷들 수의 의해 결정)
3. transmission delay
   • 패킷의 모든 비트들을 링크로 전송하는데 필요한 시간
   • transmission delay = L(packet length, bits) / R(link bandwidth, bps)
   • Ex) 100bits의 패킷이 1bps인 대역폭을 통하여 전송하는데 필요한 시간 -> 100초
4. propagation delay
   • 출력 링크에서 다음 라우터까지 전파하는데 필요한 시간
   • 전파 속도는 링크의 물리 매체에 좌우됨
   • propagation delay = d(두 라우터간의 거리) / s(매체의 전파 속도)

d(nodal) = d(proc) + d(queue) + d(trans) + d(prop)

패킷 손실

• 라우터의 큐의 용량은 유한하여 큐에 자리가 없으면 도착한 패킷을 저장할 수 없게된다.
• 새로 들어온 패킷은 큐에 들어가지 못하고 버려지게 된다. -> 패킷 손실(packet loss)
• 잃어버린 패킷은 이전 노드나 출발지 종단에서 재전송 될 수 있다.