[컴네] Ch1.2 Network edge

1.2 Network edge: hosts, access network, physical media

Network edge

• hosts : Clients and servers
• servers often in data centers
• 인터넷 구성 요소 중 하나인데, 사용자가 인터넷에 연결하는 부분을 의미한다.
• ex) 스마트폰, 컴퓨터, 태블릿 등 주로 end system으로 불린다.

Q. 어떻게 host가 internet에 connection 하는가?

• Wifi, LTE, Desktop, LAN 같은 것들을 사용한다. 이들은 network를 call하고, access network를 한다.
• access network : access network 함으로써 network core에 접근할 수 있다.
• 이를 통해 user can access to the internet

Network core

ISP에 의해 operate 된다. (like KT, LGU+, SK 등)

 

데이터 전송을 담당한다.

• interconnected routers (forward packet to the destination)
• network of networks
• internet의 중심부 역할을 한다. 데이터를 빠르고 효율적으로 전달하는 경로를 제공함.

 

주요 access network의 유형

1. DSL
   1. 전화선을 이용해 인터넷에 접속하는 방식
   2. 각 가정의 DSL 모뎀이 전화 신호와 데이터를 분리해 인터넷으로 전달함.
2. Cable network
   1. Cable 모뎀을 통해 인터넷 접속이 이루어짐
3. FTTH
   1. 광케이블을 사용해 매우 빠른 속도로 데이터를 전송함.
4. 5G
   1. 5G 네트워크를 사용하여 데이터를 무선으로 주고 받는 방식.
   2. 광케이블 대신 고속 무선 신호로 데이터를 전송한다.
5. Ethernet and Wifi
   1. 로컬 네트워크(LAN) 방식으로, 이더넷 케이블을 통해 유선으로 연결되거나 Wifi를 통해 무선으로 연결된다.

 

Links : physical media

• How to connect end systems to edge router?
  • residential access ents to connect to internet
  • institutional access networks (school, company)
  • mobile access networks (Wifi, 4G/5G)
• transmission rate
• shared or dedicated access among users?
  • type인데, shared인지 dedicated인지

물리적 매체는 데이터를 송수신 하는데 사용되는 유도 매체(Guided Media)와 비유도 매체(Unguided Media)로 구분된다.

 

유도 매체 (guided media- wired)

👉🏻 꼬임선 (Twisted Pair Copper Wire)

전화 및 LAN 연결에 주로 사용된다. 저렴하고 보편적으로 사용 되는 매체이며, 가정용 인터넷 접속과 회사 내부 네트워크에서 많이 사용된다.

👉🏻 동축 케이블 (Coaxial Cable)

케이블 TV 및 인터넷 네트워크에서 사용된다. 높은 데이터 전송률을 제공한다.

👉🏻 광섬유 (Fiber Optics)

빛을 사용해 데이터를 전송하는 방식으로, 장거리 전송에 주로 사용되며, 데이터 전송 속도가 매우 빠르다.

 

비유도 매체 (unguided media - wireless)

👉🏻 무선 전파 (Terrestrial Radio Channels)

Wifi, 모바일 네트워크와 같은 무선 통신에서 사용된다. 물리적인 케이블 없이 전파를 통해 데이터를 전송한다.

👉🏻 위성 (Satellite Channels)

지구 궤도의 위성을 통해 데이터를 전송하는 방식으로 원거리 지역에서의 인터넷 접속에 주로 사용된다.

 

🔗 Access networks : cable-based access

서로 공유(shared)하므로, 사용자가 많으면 아주 속도가 느려질 수 있다.

• 동축(coasial) cable로, wireless보다 stable하다.
• FDM (frequency division multiplexing) : different channels transmitted in different frequency bands
  • down stream, upstream channel 모두 공유가 되기 때문에 FDM 프로토콜은 전송을 조정하고 충돌을 피하기 위해 필요하다.
• splitter : it can transfer internet data packet to the cable modem.
  • cable modem converts the analog → digital
• CMTS : Cable Modem Termination System
  • 많은 다운스트림 가정에 있는 케이블 모뎀으로부터 송신된 아날로그 신호를 다시 디지털 포맷으로 변환하는 역할
  • 즉, DSL 네트워크의 DSLAM과 유사한 기능을 함
• HFC : hybrid fiber coax
  • asymmetric (비대칭) : downstream이 upstream보다 훨씬 BPS가 크다. 사용자가 internet에서 뭔가를 download 받을 때, 많은 사용자가 원하기 때문이다.

🔗 Access networks : digital subscriber line (DSL)

dedicated line으로, 다른 것들과 shared하지 않는다.

• DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer)
  • 수백-수천개의 가정들이 DSLAM에 연결된다.
    1. data와 전화 신호를 분리
    2. data를 인터넷으로 송신
• Splitter
  • 가정쪽에 존재한다.
    • 가정에 도착하면 데이터와 전화 신호를 분리한다.
    • data 신호를 DSL모뎀으로 전송한다.
• DSL vs DSLAM
  • DSL 모뎀은 사용자 집에서 인터넷에 연결되는 문이고, DSLAM은 이 문들을 모아서 중앙 네트워크로 연결하는 대형 분기점

🔗 Access networks : fiber to the home (FTTH)

1. 각 가정은 ONT(Optical Network Terminator)을 가지고 있으며, 이는 지정된 광섬유로 이웃 splitter에 연결된다.
2. Splitter(Optical splitter)는 여러 가정을 하나의 공유 광섬유로 결합, 이를 텔코의 Central Office에 있는 OLT(Optimal Line Terminal)에 연결한다.
3. OLT는 광신호와 전기신호 간의 변환을 제공, 이는 텔코 라우터를 통해 인터넷에 연결된다.

🔗 Access networks : home networks

1. we have to subscribe telecommunication operation like KT, LGU+
2. From the telecommunication operator to home, we can install the various access of internet like DSL, FTTH
3. From the modem at our home, we can construct the various home networks

🔗 Access networks : wireless access networks

Shared wireless access network connects end system to router

Wireless local area networks(WLANS)

• 가능한 distance가 제한돼 있다.
• IEEE 802.11 b/g/n/ac/ax (Wifi)

Wide-area cellular access networks

• local area network보다 coverage가 훨씬 넓다.

Wireless local area vs. Wide-area

Mobility : cellular는 mobility를 허용한다.

 

🔗 Access networks : enterprise networks

대규모 조직에서 다양한 부서, 위치를 연결하여 데이터와 리소스를 안전하게 공유, 관리한다.

• mix of wired, wireless

 

주요 개념

• 인터넷은 수십억 대의 디바이스가 연결된 네트워크로, 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송함.
• 라우터 데이터를 전달하는 중요한 장치. 데이터가 어디로 가야 하는지를 결정.
• 패킷 스위칭은 데이터를 작은 패킷으로 나누어 독립적으로 전송하는 방식이며, 네트워크의 효율성을 높임.
• 프로토콜은 데이터를 주고받을 때의 규칙과 행동을 정의하며, 네트워크 통신의 핵심임.