Computer Networking - Lecture 2


컴퓨터 네트워크 2강

2020-2R 고려대학교 주창희 교수님 컴퓨터네트워크
교재 : Computer Networking: A top-down approach
20200907

손실과 지연

  • 패킷은 한 호스트에서 시작하고 일련의 라우터들을 통과하며 다른 호스트에서 끝난다.
  • 경로의 각 노드를 따라 전달되기 때문에 각 노드에서 다양한 지연을 겪게 된다.

    • 노드 처리 지연, 큐잉 지연, 전송 지연, 전파 지연 → 전체 노드 지연
  • 지연 유형

    • 처리 지연 processing delay = dprocd_{\text{proc}}
      패킷 헤더를 조사하고 어디로 보낼지 결정하는 시간
    • Nearly deterministic in L2/ L3/ L4 switches
      Variable in L7 switch
    • 큐잉 지연 queuing delay = dqueued_{\text{queue}}
      패킷이 큐에서 링크로 전송되기를 기다리면서 겪는 지연
    • Largely unpredictable
    • 전송 지연 transmission delay = dtransd_{\text{trans}} 패킷의 길이 LL비트, 전송률 RR bps일 때 전송 지연은 L/RL/R
      패킷의 모든 비트를 링크로 밀어내는 데(전송) 필요한 시간
    • 전파 지연 propagation delay = dpropd_{\text{prop}}
      빛의 속도와 같거나 약간 작다. (Physical delay 존재)
    • 전체 노드 지연
      de2e=dproc+dqueue+dtrans+dpropd_{\text{e2e}} = d_{\text{proc}} + d_{\text{queue}} + d_{\text{trans}} + d_{\text{prop}}

처리율과 병목현상 Throughput and Bottleneck

  • 처리율 Throughput
    소스에서 목적지까지 전송되는 비트의 속도

    • 순간적인 처리율 Instantaneous throughput
      어느 한 순간에서의 비율; rate at given point in time
    • 평균 처리율 Average throughput
      긴 시간 동안의 비율; rate over longer period of time
  • 병목 링크 Bottleneck link
    종단간 링크에서 처리율을 억제하는 링크

프로토콜 계층 (교재 49p)

  • Application layer
    네트워크 애플리케이션과 애플리케이션 계층 프로토콜이 있는 곳; supporting network applications
    HTTP, SMTP, FTP 등의 프로토콜을 포함한다.

    이 계층에서의 패킷 = 메시지 message

  • Transport layer
    클라이언트와 서버 간에 애플리케이션 계층 메시지를 전송하는 서비스를 제공하는 곳; process-process data transfer
    TCP, UDP 등의 프로토콜을 포함한다.

    • TCP
      연결지향성 서비스 제공, Reliable (전달 보장, 흐름 제어, 혼잡 제어 O)
    • UDP
      비연결성 서비스 제공, Non-reliable (그런거 없음)

    이 계층에서의 패킷 = 세그먼트 Segment

  • Network layer = IP layer
    한 호스트에서 다른 호스트로 데이터그램 Datagram 을 라우팅하는 책임을 지는 곳; routing of datagrams from source to destination
    IP 데이터그램의 필드를 정의하며 종단 시스템과 라우터가 어떻게 동작하는 지 정의하는 IP 프로토콜을 가지고 있다.
    출발지와 목적지 사이에서 데이터그램이 이동하는 경로를 결정하는 라우팅 프로토콜을 포함한다.
    → Network layer (= IP layer) = IP protocol + routing protocols

    이 계층에서의 패킷 = 데이터그램 Datagram

  • Link layer
    각 노드에서 네트워크 계층은 데이터그램을 아래 링크 계층으로 보내고, 링크 계층은 그 데이터그램을 경로상의 다음 노드에 전달한다.
    → 네트워크 계층은 다른 노드로 패킷을 이동하기 위해 링크 계층 서비스에 의존해야한다.
    data transfer between neighboring network elements

    이 계층에서의 패킷 = 프레임 Frame

  • Physical layer
    프레임 내부의 각 비트를 한 노드에서 다음 노드로 이동한다.
    → 링크 계층은 전체 프레임을 한 네트워크 요소에서 이웃 네트워크 요소로 이동시킴.
    링크에 의존하며 더 나아가 링크의 실제 전송 매체에 의존한다.