6. 무선 및 모바일 네트워크
Wireless and Mobile Network
유선은 링크를 통해서 이동, 무선은 공기라는 매체를 공유해서 사용
유선 - 연결 거리에 영향을 받지 않음, 무선 - 거리에 큰 영향을 받음
무선에는 CSMA/CD 적용이 어려움
Wi-Fi (IEEE 802.11)
Wireless Fidelity - 무선이지만 유선과 같은 성능을 내겠다는 뜻
공유기 하나 당 하나의 AP를 가지고 있고, 유선으로 스위치 혹은 라우터에 연결
AP가 모여서 BSS가 된다
Base Station = Access Point, BSS(Basic Service Set)
CSMA/CA
Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance
유선(이더넷)의 경우 100% Collision Detection
무선의 경우 충돌 감지가 어렵기 때문에 링크 계층에 ACK 도입
→ feedback이 오기 전까지 충돌이 발생했는지 모름, 계속 frame을 보냄
→ 시간 낭비를 개선하기 위해 RTS-CTS 도입
RTS-CTS exchange
host가 frame을 보내기 전에 작은 RTS 전송, 충돌이 일어나면 재전송
AP는 RTS를 받고 CTS broadcast
A의 전송이 끝나면 ACK을 feedback
Frame
무선 인터넷 프레임 헤더에 4개의 address 필드
address 1: 받는 AP의 MAC 주소
address 2: 보내는 host의 MAC 주소
address 3: AP에서 전달될 Router의 MAC 주소
address 4: 잘 쓰이지 않음
address 2, address 3의 순서를 바꿔서 destination, source address에 넣어 라우터에 전달
Host는 Wifi(802.11) frame을 전달하고 이를 받은 AP는 Ethernet frame으로 전환하여 전달
AP
switch와 다르게 MAC address가 존재함
AP는 링크 계층까지만 존재하기 때문에 frame을 보고 네트워크 계층의 IP packet 확인할 수 없음
Host에서 라우터의 MAC address도 보내야 함
보통 가정에서 사용하는 무선 공유기는 AP + Router로 구성됨
애플리케이션 계층까지 있기 때문에 NAT, DHCP 제공
Mobility within Same Subnet
인터넷 사용 중 이동 - AP 바뀜
TCP connection은 본인 IP 주소, 목적지 IP 주소, port가 바뀌지 않으면 연결 유지
AP가 바뀌어도 같은 서브넷 안에 있기 때문에 IP가 바뀌지 않음
같은 switch 내에서 이동을 했을 경우 switch table만 업데이트
Cellular Network
전체를 담당하는 지역을 셀로 나눠 셀에 속하는 host들을 기지국이 담당 - cellular network
host와 기지국은 무선으로 연결, 기지국과 라우터는 유선으로 연결
Mobility
이동중에도 네트워크가 끊기지 않도록 구현된 기술, 실제 상용화 X
- 이동 없이 한 곳에서만 인터넷 사용
- 이동은 하지만 TCP 연결을 끊고 이동 후 다시 새로운 TCP 연결, TCP 연결 유지할 필요 X
- TCP 연결을 유지한 채로 이동
host에게 home network(permanent) 생성, 이동시 permanent에게 위치 알려줌
home agent에서 home network 관리
Multimedia Networking
- 오디오
- 아날로그 시그널을 디지털 신호로 변환 - sampling
- 샘플링 주기를 짧게 할수록, 비트 수가 많을수록 아날로그 소리와 비슷해짐
- 비디오
- 이미지(프레임)의 연속
- 프레임에는 해당 이미지의 모든 픽셀 정보가 담겨 있음
- 근처 픽셀끼리 같은 색을 가지고 있기 때문에 중복되는 픽셀 압축시켜 저장
- streaming, stored: 서버에 저장된 오디오, 비디오 송출
- conversational: voice/video over IP
- streaming live: 라이브 송출
Streaming Stored Video
네트워크 상황에 따라 서버에서 보내주는 대로 송출하기 어려울 수 있음
host는 서버에서 받은 데이터를 바로 송출하지 않고 잠시 버퍼에 담았다가 버퍼가 어느 정도 차면 송출 - 버퍼링
UDP - 네트워크 상황을 고려하지 않음, TCP - 네트워크 상황에만 의존해 컨트롤 어려움
→ TCP 기반의 DASH 프로토콜 사용
- DASH(Dynamic, Adaptive Streaming over HTTP)
- 비디오 파일을 여러 chunk로 나누어 서버에 저장
- manifest file에 각 chunk 별로 인코딩 된 url 저장
- 사용자가 영상을 시청하면 manifest file 넘겨줌
- 네트워크 상황에 따라 인코딩 버전을 높이고 낮추며 조절
