컴통 1장_lecture #01

🙄 연결 (Connectivity)

• 통신 첫 단계 - 통신 주체를 연결하는 것
• 따라서, 통신망이 해야 하는 제 1 업무 : 연결
• 통신 주체
  • 전화기 등 단말기
  • 좀 더 일반적으로는 통신 응용 : 예 카톡, 브라우져, ...
  • 당분간은 단말기로 가정     통신주체 = 단말기
• 연결 방법
  • 선을 연결;  무선 연결도 가능
• 통신망 구성 요소 (물리적 연결 제공을 위한)
  • 노드(nodes)   :  단말기, 범용 워크스테이션, 라우터 등
  • 링크(links)      : 동축케이블, 광케이블, 무선채널 등

🙄 연결 : 직접 링크 (Direct Links)

- 점대점 연결 (Point-to-point)

   : 가장 간단한 네트워크

   - 단점 : 장비가 많아지면 복잡해짐

 

- 다중접근(multiple access)

장점 : 링크를 적게 쓴다

단점 : 동시 사용이 안된다. 누가 언제 얼마나 쓸건지 제어해줘야함.

(신호등 역할의 무언가가 필요)

하지만 현실적으로 직접연결은 불가능하다.

 

🙄 간접 연결 : Switched Networking

 

직접 연결하는 게 아니라 스위치를 통해서 연결

휴대폰의 통신 첫번째는 상대방과의 폰과 통신하는 것이 아니라 기지국과 통신하는 것.

기지국이 위임을 받고 원하는 기기와 연결해줌. 이게 간접연결

거리문제 해결.

상대방이 여러명이여도 가능. 

노드를 쓰면 거리, 숫자 문제 해결.  하지만 현실은 더 복잡.

이질성 문제

연결해주는 망끼리 다른 성질이면 통신이 불가능.

케이블티비 네트워크, 유선네트워크, 등등 완전히 기술이 다른 네트워크라면 서로 통신 불가능.

네트워크들 사이에도 통역 필요.

중간에 끼어있는 노드는 추가적인 작업 필요

 

- 간접 연결(Indirect Connectivity) : Switched Networks

- 인터네트워킹 : 서로 다른 네트워크를 연결하는 것을 의미

연결을 위해서는 네트워크와 네트워크 사이에 장비가 필요한데, 이를 게이트웨이(Gateway)라고 부른다.

 

🙄 간접 연결 방법 : 스위칭 정책 //스위칭 방법에 따라 두가지로 나뉜다.

- 회선 스위칭(circuit switching) : (옛날) 전화 네트워크

• 스위치가 사전에 output link에 전용 회선(용량) 확보 //데이터를 보내기 전에 미리 회선(circuit)과 용량 확보
• 비트스트림을 중단/간섭 없이 송/수신 (흘려보냄) //데이터가 물 흐르듯 흘러감
• 비트스트림 : 데이터의 흐름
• 기본적으로 point-to-point 연결 //점대점 연결처럼 동작
• 실제로 데이터가 이동할 땐 아무것도 안함
• 장점 : 길이 한 번 정해지면 그건 나만 쓰는 길임. 다른사람은 못씀.
• 옛날 전화가 이 방식을 썼었다. 컴퓨터 통신에 적용하기에는 부적절. 트레픽( 주고받는 데이터/메세지)의 패턴이 bursty하기 때문. 전화는 중간에 쉬는시간이 없어서 적합했던 것.

 

- 패킷 스위칭(packet switching) : 인터넷 / 우편   --> 추후 자세히 배움

• 우편시스템을 보고 따옴. 우체부는 여러 소포를 한 가방에 넣고다니면서 배달한다. 남이랑 섞이지 않기 위해 편지들을  주소가 적힌 봉투에 싸서 보낸다. 
• 데이터를 묶음으로 전송 : 패킷
• 스위치 동작 : store - and - forward (받고 다음 목적지로) //반대개념 : 비트스트림(데이터가 물흐르듯 흘러감)
• 단점 : 다른기기와의 충돌&간섭, 기술적 불안정함. 
• 회선 스위칭과 달리 사전에는 아무것도 안함

(참고) 패킷스위칭의 단점

- 경로에서의 각 교환기에서 다소의 지연이 발생한다

- 이러한 지연은 가변적이다. 즉, 전송량이 증가함에 따라 지연이 더욱 심할 수도 있다.

- 패킷별 헤더 추가로 인한 오버헤드 발생 가능성이 존재한다.

회선 스위칭과 패킷 스위칭은 반대

서킷방식의 경우, 사전에 스위치가 일한다. 데이터를 실제로 보내는 동안은 일을 안한다. 전화로 대화를 하는 동안에 스위치는 아무것도 안함.

패킷 스위칭 - 사전에는 아무것도 안함.그럼  스위치는 언제 일하는가? 실제 데이터가 보내질 때. 매 편지마다 주소를 보고 어디로 보낼지 결정해아함. 패킷마다 주소를 봐야함

비트스트림  <->  store - and - forward

 

 

🙄 컴퓨터 통신에 적합한 것은??

• 사용자 입장 : 회선 스위칭(간섭 없어서 좋음. 나만의 전용선 보장)
• 네트워크 입장 : 패킷 스위칭(최대한 많은 사용자가 사용할 수 있어야 하므로)
• bursty traffic 처리에 적합한 것은? 패킷 스위칭

결론은 패킷 ^^ 남과의 간섭, 성능이 일정하지 않음 등을 기술적으로 극복해야 한다.

bursty

🙄 어드레싱(Addressing) 및 라우팅(Routing)

• 어드레싱과 라우팅은 다른 개념이므로 구분해아 한다. **
• 어드레싱 : 상대방을 지정. 즉, 아이디를 지정
• 라우팅 : 목적지까지 가려면 어느 경로가 좋을지 결정 (최단경로 탐색)

• 주소(address) : 노드를 식별하는 바이트열. 대개 유일하다
• (참고) 라우팅 : 목적지 노드를 향해 메세지를 어떻게 포워딩할지를 주소에 입각해서 결정하는 작업
• 주소의 종류(즉, 연결 형태)  1:N   N:N
  • 유니 캐스트(unicast) : 특정 노드를 지정
  • 방송/브로드캐스트(broadcast) : 네트워크의 모든 노드
  • 멀티캐스트(multicast) : 네트워크의 일부 노드 집합을 지정

유니캐스트건 멀티매스트건 노드를 '지정'해야함. 지정하려면 주소가 필요함. unicast address, multicast address가 존재

 

1.연결

2. 효율적으로 연결. 통신망이 공짜가 아니니까. 효율적으로 쓴다 -> resource를 공유

 

🙄 비용 효율적인 자원 공유 (Resource Sharing) //전문용어로 multiplexing

• 여러 사용자들이 네트워크 자원(노드 및 링크)을 공유하도록 해야 한다. 통신 용어로는, 다중화(multiplexing) 지원

다중화(multiplexing)

multiplexing 시 주의할 것 : L1, L2, L3의 데이터가 서로 섞이면 안된다. 완벽한 분리 필요.

섞이지 않게 다중화하는 방법. link 중 뭔가를 분할해야함. 시분할/주파수분할

• 흔히 사용되는 다중화 정책
  • 시분할 다중화(TDM : Time-Division Multiplexing)
    • 주파수 전체를 다 씀 
  • 주파수분할 다중화(FDM : Frequency-Division Multiplexing)

주파수가 다르면 똑같이 공중으로 지나가도 섞이지 않는다.

분리를 완벽하게 해야 함. 분할 필요. 시분할 : 시간을 분할, 주파수 분할 : 주파수를 분할

 

🙄 멀티플렉싱(Multiplexing)

하나의 통신 채널을 통해서 둘 이상의 데이터를 전송하는데 사용되는 기술

기본적으로 멀티플렉싱이란 여러 개를 하나로 묶어 다중화시킨다는 뜻이다.

 

🙄 멀티플렉싱 - 주파수분할 다중화(Frequency Division Multiplexing)

- 주파수 분할 다중화

통신 매체에서 이용 가능한 총 대역폭을 겹치지 않는 일련의 주파수 하부 대역으로 분리시킨 뒤, 분리된 대역을 각각의 개별 신호를 전달하는 데 사용하도록 사용하는 기술

3개가 동시에 감

 

🙄 멀티플렉싱 - 시분할 다중화(Time Division Multiplexing)

- 동기식(Synchronous) 시분할 다중화

시간을 쪼개서 사용

주파수 전체를 다 씀

 

시험에 나올 수 있는 내용 FDM이 좋을까 TDM이 좋을까

 

🙄 시험에 나올 수 있는 내용 FDM이 좋을까 TDM이 좋을까?

이론적으로는 같다. 

FDM은 사실 주파수 사이에 gap이 존재. 가끔 라디오 방송을 들을 때 혼선이 생기는 경우가 있다. 그래서 주파수는 다닥다닥 붙어있는 게 아니라 떨어져있다. gap 부분은 못씀. 효율이 떨어짐. 라디오에는 FDM을 쓰다가 컴퓨터가 등장하면서 TDM이 좀 더 용이해짐. 시간 사이에도 gap이 있지만 주파수 사이보다는 간격이 좁음. TDM 장비가 더 저렴. 디지털 장비가 아날로그 장비보다 저렴. TDM이 컴퓨터 기반으로 쓰이다가 요즘에는 다시 FDM이 부활하는 추세다. TDM은 고속에서 부작용이 많이 발생. 

FDM이 한계(gap) 극복 + Splitting(Split - Merge)와 연동될 가능성 높음  -> FDM 부활

하지만 실전에서는 FDM과 TDM도 안씀 ^^..

 

🙄 통계적 다중화(Statistical Multiplexing)

• 시분할 방법의 일종 : 고정 분할이 아닌 요구에 따른 분할.
• Demux key/select?
• 항상 좋은가?

폰 --- 기지국  --- 다른기지국

                여기 선이 더 굵음

                하나로 합쳐서(mux) 보내므로

 

🙄 멀티플렉싱 -  Splitting

큰 트래픽을 쪼개서 동시에 보낸다. 요즘 많이 씀

ex. 파일 다운로드 할 경우 여러개가 와서 하나로 합쳐진다.

mux와 함께 splitting도 요즘 많이 쓰인다.

🙄 통계적 다중화와 패킷스위칭

• 통계적 다중화는 링크를 공유하는 방법
• 패킷스위칭은 노드가 목적지를 향해 데이터를 전달하는 방법
• 패킷스위칭 : 패킷 단위로 링크 사용을 재스케쥴링
  • 패킷스위칭의 결과, 링크는 (거의) 통계적 다중화
  • 링크에서 통계적 다중화를 하려면, 노드에서는 패킷 스위칭 필요
• 다른 출발지/소스(source)로부터 패킷들이 링크에서 섞이게 됨.
• 링크로 나가기 위해 경쟁하는 패킷들을 저장 : 버퍼링(buffering)
• 패킷을 FIFO로 처리되거나, 기타 다른 방식으로 처리
• 버퍼 오버플로우(overflow)를 혼잡(congestion)이라 부름.