[CH.01] Network Core

Network core에 대해 조금 더 자세히 알아보자.

 

Packet은 전달하는데 필요한 정보(주소, control 정보...)를 담고 있는 Packet Header와 전달하고자 하는 data를 담고 있는 Payload로 구성된다.

 

Network core는 상호 연결되는 router의 그물이다.

여기서 packet-switching이 일어난다.

 

Packet-switching

 packet-switching이란, 작은 블록의 packet으로 데이터를 전송하며 데이터를 전송하는 동안만 네트워크 자원을 사용하도록 하는 방법

host는 application계층의 메세지를 packet으로 나눈다.

1. store-and-forward

Packet을 다음 link로 전송하기 전에 모든 packet을 router에 저장한 뒤, 전달하는 방식이다.

Transmission delay = L / R (sec) → L-bit packet을 link에 R-bps 속도로 전송하는 데 걸리는 시간

End-end delay = 2L / R (propagation delay는 없다고 가정할 때)

 

2. Queueing delay & loss

 

packet이 들어오는 속도 > 나가는 속도 일 경우, queueing delay가 발생한다.

Delay가 발생하면 packet이 queue로 이동되고 대기한다. Queue의 자원(공간)은 한정적이다.

router의 buffer(=queue)가 꽉 차면, packet은 drop될 수 있다(queue 자원이 제한되어 있기 때문에) → Packet loss 발생

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Two key network-core function

1 . Routing

• Global action
• packet이 가져간 data의 경로를 결정한다.
• 이때, routing algorithm을 사용한다.

2. Forwarding

• Local action
• router input link에서 적절한 router output link로 도착한 packet을 이동시킨다.

Table은 router가 자동으로 생성한다.

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packet-switching과 구분되는 circuit switching에 대하여 알아보자.

Circuit switching

하나의 회선을 할당받아 데이터를 주고 받는 방식

주로, 전화망에서 사용하는 방식이다.

자원(source)과 목적지(destination) 사이에 call용으로 예약된 end-end resource

전용 리소스(dedicated resource)를 사용한다. →

A와 B를 연결하기 위해 회선(resource)을 확보해야 한다. 남는 회선이 없다면 통신할 수 없다. 회선이 빌 때까지 기다려야 한다.

resource를 잡으면 양도할 수 없다. resource의 낭비가 생길 수 있다.

실시간 통신에 사용되고, 속도와 성능이 일정하다.

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​Packet-switching vs Circuit-switching

• packet-switching은 더 많은 사용자가 network를 사용할 수 있도록 한다.
• packet-switching은 동시에 집중적으로 여러 명이 접근할 때(bursty data) 좋다
• packet-switching은 Buffer에 의해 packet delay와 loss가 발생 할 수 있기 때문에, reliable한 데이터 전송을 위해 protocol이 필요하다.

출처:https://hororolol.tistory.com/256?category=819466

Example : 

user들은 1Gb/s의 link를 공유하고 있고 각 user는 활동 시 100Mb/s, 전체 시간에서 10%만 활동한다.

1. circuit-switching 

• 100Mb/s가 각 user에게 예약된다.
• 1Gbps / 100Mbps = 10 이기 때문에, 10명의 user에게만 동시에 지원이 가능하다.

2. packet-switching

• 특정 user가 사용하고 있을 확률은 0.1(10%)
• 35명의 user가 있을 때, 11명 이상의 user가 동시에 사용할 확률은 0.0004이다.

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Internet structure : a "network of networks"

여러 ISP가 존재하고, 이들을 연결한다.