Network Edge란

1.2 Network Edge

1.2.1 Network Structure

본론에 들어가기 전에, 네트워크 structure에 대해서 다시 한번 알아보자.

 

먼저 Network edge란?

hosts : clients and servers.

즉 end system을 말하는 것이다. (노트북, 핸드폰, laptop)



Access networks란?

wired, wireless communication links를 의미한다.

wired일 수도 있고, wireless일 수도 있고.

 

Network core란?

interconnected routers를 의미한다.

즉, 네트워크를 이어주는 그 bridge 역할을 하는 애들을 network core라고 한다.

(실제로 엄청 중요한 역할을 하는 친구들)

 

 

1.2.2 Access networks and physical media

질문이 날아왔다.

How to connect end systems to edge router?

무슨 말이냐면, 네트워크고 라우터고 뭐 네트워크 코어고 다 알겠는데, 어떻게 그 edge systems들을 이어주는 가장 중심이 되는 라우터랑 어떻게 연결이 되느냐 이런 질문이다.

 

이런 라우터들이 연결하여 만든 네트워크는 총 3가지의 명칭으로 불린다.

1. residential access networks (가정집 네트워크)

2. institutional access networks (대학교, 회사 네트워크)

3. mobile access networks

(위에 그림 보면 뭐가 뭔지 다 알 수 있다)

 

이때 또 중요한 기준이 있는데, 그 네트워크에서 edge들이 dedicated됐냐/shared됐냐라는 것을 따질 줄 알아야 한다.

왼쪽 사각형은 dedicated. 혼자 쓰니까.

오른쪽은 shared. 같이 쓰니까

 

1.2.3 Access network : Digital Subscriber Line (DSL)

이제 Access network의 구조들을 하나씩 알아볼건데, 우선 DSL 부터 알아보도록 하자.

DSL은 전화선을 의미한다.

해당 지역의 전화망을 이용해 디지털 data 전송을 제공하는 형식이다.

 

한 가정집에서 네트워크를 통해 msg를 전송하고자 한다면, central office의 DSLAM에 보내야 하는데, 이때 전화망을 사용하는 것이 특징이다. 즉, 전화망은 data를 전송할 수도, voice를 전송할 수도 있는 것이다.

 

전화선의 두 쌍의 구리 선을 사용하는데, 하나는 데이터를 보내는 데 사용되고 다른 하나는 데이터를 수신하는 데 사용된다. 

전화회선을 통해 데이터를 전송하는 동안에도 동시에 전화 통화를 할 수 있다.

 

=> 예전 전화 회사들이 돈을 많이 벌었겠군

 

1.2.4 Access network : Cable network

DSL은 통신사의 기존 지역 전화 인프라를 활용했다면, Cable network는 케이블 TV를 제공하는 회사로부터 선을 받는다.

이는 도시 및 도시 근처 지역에 가정 및 사업장으로 케이블을 연결하여 제공된다. 

 

주로 케이블 텔레비전이나 케이블 인터넷으로 알려져 있다. 

케이블 네트워크는 케이블 모뎀을 통해 인터넷 연결을 제공한다. 

케이블 모뎀은 케이블 TV 케이블을 사용하여 데이터를 수신하고, 고속 케이블을 통해 이를 컴퓨터 또는 다른 장치에 전달한다.

 

주로 FDM을 이용해서 different channels가 transmitted됐다.

 

재밌는 점은 HFC라는 hybrid fiber coax cable을 사용했는데, 광 동축 혼합망이라고 부르며 광 케이블과 동축 케이블을 같이 쓴 것이다.

CMTS 앞쪽으론 동축 케이블을 사용했고, CMTS 뒷쪽으론 광 케이블을 사용했다.

 

 

 

<DSL과 cable network의 차이>

1) 속도

: 일반적으로 케이블 네트워크는 DSL보다 더 빠른 속도를 제공한다. 이는 케이블이 DSL보다 더 넓은 대역폭을 가지고 있기 때문. 

2) 거리 제한

: DSL은 거리에 따라 속도가 크게 감소할 수 있지만, 케이블 네트워크는 거리에 크게 영향을 받지 않는다. 케이블 네트워크는 일반적으로 DSL보다 더 긴 거리에 서비스를 제공할 수 있다. 

3) 공유 대역폭

: DSL은 가정당 전용 회선을 제공하므로 다른 가정과 대역폭을 공유할 필요가 없지만, 케이블 네트워크는 동일한 케이블을 통해 여러 가정이 대역폭을 공유해야 한다. 따라서 사용자가 많은 지역에서는 케이블 네트워크의 성능이 감소할 수 있다. 

4) 가격

: 가격은 지역에 따라 다르지만 일반적으로 DSL은 케이블 네트워크보다 더 저렴하다.

 

 

1.2.5 Access Network : Home network

우리 집은 지금 어떻게 네트워크가 구성돼있을까?

 

일단 기본적으로 최근에는 저 AP(Access Point)랑 router은 하나로 나오는 추세이다.

이것들은 private network를 생성하고, 사설 IP 주소를 기기들에게 제공하는 역할을 한다.

 

cable or DSL modem같은 경우, 옛날엔 사용했으나 요즘은 직접 광 인터넷 케이블이 들어온다.

그렇게 들어오면 라우터에서 NAT이라는 역할을 하는데, 바로 Network Address Translation의 줄임말.

즉, 기기들에게 배정했던 IP 주소들에 신경쓰지 않고, 사설 IP 주소를 내보낼 때 하나로 보내는 역할을 한다.

또한, msg를 IP가 맞는 기기에게 뿌려주는 역할도 한다.

 

 

1.2.6 Enterprise Access Networks : Ethernet

이더넷은 기본적으로 wired.

엄청나게 큰 라우터에서 각 이더넷 스위치로 네트워크를 연결하게 해준다.

주로 company, university에서 사용 중임.

 

 

 

 

1.2.7 Wireless Access Networks

wireless LAN과 wide-area wireless access (WAN) 두 개가 존재한다.

 

1) wireless LANs

: within building

: 802.11 b/g/n (wifi 사용)

: 기본적으로 집 내부 개념

 

2) WAN

: provided by telco (통신 사업자)

: 3G, 4G, LTE

: 기본적으로 기지국 개념

 

 

 

 

1.2.8 Host: send packets of data

이제 네트워크를 어느정도 다 공부 했으니, host로 입장을 줄여서 생각해보자.

host가 데이터를 보낼 때 어떤 mechanism일까?

먼저, host는 msg를 보낼 때 packet 개념으로 전송한다.

 

<간단한 과정>

1) msg -> breaks into smaller chunks (packets) of length L bits.

2) transmits packet into access network at transmission rate R

(= popping rate = link transmission rate = capacity = link bandwidth)

 

여기서 TMI

packet transmission delay (패킷 보내는데에 걸리는 시간) = time needed to transmit L-bit packet into link

= L (bits) / R (bits/sec)

 

 

1.2.9 Physical Media

<terminology>

bit : propagates between transmitter/receiver pairs

physical link : what lies between transmitter & receiver

- guided media : signals propagate in solid media (copper, fiber, coax)

- unguided media : signals propagate freely (radio)

 

1) Twisted Pair (TP)

: two insulated copper wires

: 가장 저렴하고 일반적으로 사용한다.

: UTP - 전화망에 사용한다.

2) coaxial cable (동축 케이블)

: two concentric copper conductors

: bidirectional

: broadband (주파수 광대역)

3) fiber optic cable (광 케이블)

: glass fiber carrying light pulses, each pulse a bit (각 비트는 한 pulse로 전송 가능)

: high-speed operation

: low error rate

: 전자 잡음에도 강한 특성이 존재한다.

4) radio

: signal carried in electromagnetic spectrum

: not wired

: bidirectional

: propagation environment effects (reflection, obstruction by objects, interference - wireless의 간섭들 전부)