1.1 인터넷이란 무엇인가?
인터넷이란 무엇인가에 답하려면…
- 인터넷 구성 요소 기술 설명하기
- 하드웨어 및 소프트웨어
- 분산 어플리케이션에 서비스를 제공하는 네트워킹 인프라스트럭처 관점에서의 인터넷 설명하기
1.1.1 구성요소로 본 인터넷
- 호스트 or 종단 시스템, 통신 링크, 패킷 스위치 등등
- 전송률 (bit per second, bps)을 단위로 사용
- 데이터 → 세그먼트 -(+헤더)→ 패킷
- 패킷 교환기 (= 스위치) : 입력에서 출력으로 전달
- 링크 계층 스위치 : 접속 네트워크
- 라우터 : 네트워크 코어
- end to end 경로 = route 혹은 path
- ISP (Internet service provider)
- 패킷 스위치와 통신 링크로 이루어진 네트워크
- CP에게 인터넷 접속 제공
- 종단 ISP - 국가 ISP - 상위 ISP
- IETF (Internet Engineering Task Force)
- IETF 문서 = RFC
1.1.2 서비스 측면에서 본 인터넷
- 애플리케이션에 서비스를 제공하는 인프라스트럭처
- 분산 애플리케이션
- 서로 데이터를 교환하는 많은 종단 시스템을 포함하는 애플리케이션
- 종단에서 연결을 위해 소켓 인터페이스 사용
1.1.3 프로토콜이란 무엇인가?
- 둘 이상의 통신 개체 간에 교환되는 메시지 포맷과 순서뿐만 아니라, 메시지의 송수신과 다른 이벤트에 따른 행동들을 정의한다.
1.2 네트워크의 가장자리
- 스위칭
- 라우팅
- 종단 시스템 (=호스트)
- 데스크톱, 서버, 이동 컴퓨터, “사물”
- 애플리케이션 수행
1.2.1 접속 네트워크
- 첫번째 라우터 ( = 엣지 라우터 = 가장자리 라우터)
가정 접속
- DSL, DSLAM, CO (central office)
- DSL은 전화와 인터넷을 동시에 전송
- 주파수 별로 나눔
- 케이블 인터넷 접속 (HFC, Hybrid fiber coax)
- 케이블 TV 인프라스트럭처 이용
- 케이블 모뎀 → 이더넷 포트
- 비대칭
- 공유형이라 같이 쓰면 전송률 저하 (그래서 비디오는 좋지 않음.)
- FTTH (fiber to the home)
- CO 부터 가정까지 광섬유
- 간단 : 다이렉트
- 일반 : 스플리팅
- 교환 이더넷 : AON, PON
- 5G-FW (5G fixed wireless)
- 고정 무선, 빔 포밍, 기지국에서 가정 모뎀으로 전송
- 케이블 없음
기업(그리고 가정) 접속 : 이더넷과 와이파이
- 이더넷 인터넷 접속
- 이더넷 또는 이더넷 스위치 연결 위해 꼬임쌍선 이용
- 무선 랜 접속
- AP 에서 접속
- WiFi (=IEEE 802.11)
광역 무선 접속 : 3G와 LTE 4G와 5G
- 그런 게 있다.
1.2.2 물리 매체
네트워크의 가장자리
1.3 네트워크 코어
1.3.1 패킷 교환
- 메시지 교환
- 긴 메시지 → 패킷
- 패킷 스위치를 거침
- 라우터와 링크 계칭 스위치
저장 후 전달
- 대부분의 패킷 스위치
- 전송하기 전에 스위치가 전체 패킷을 받아야 함
- 한 패킷 전체를 버퍼에 저장 후 전송
큐잉 지연과 패킷 손실
- 출력 버퍼와 출력 큐
포워딩 테이블과 라우팅 프로토콜
- IP주소
- 패킷 헤더에 IP 주소 포함
- 포워딩 테이블
- 라우터는 목적지 주소(혹은 그 일부)를 라우터의 출력 링크로 매핑하는 테이블
- 포워딩 테이블 색인, 올바른 출력 링크 설정을 위해 라우팅 프로토콜이 있다.
1.3.2 회선 교환
- 패킷 교환
- 인터넷
- 시간, 속도 보장 X
- 회선 교환 (circuit switching)
- 회선 : 송신자와 수신자 간의 경로에 있는 스위치들이 해당 연결을 유지해야 함
- 자원은 예약된다.
- 전화망
- 시간, 속도 보장 O
회선 교환 네트워크 다중화
- FDM
- 대역폭 별로 다중화
- TDM
- 시간 주기로 다중화
패킷 교환 대 회선 교환
- 패킷 교환
- 전송 용량 공유
- 간단함, 효율적 구현 비용 적다
- 활동과 비활동을 반복할 때 좋다
- 패킷 교환은 거의 항상 회선 교환과 대등한 지연 성능에, 3배 이상의 사용자 수 허용
- 회선 교환
1.3.3 네트워크의 네트워크
- ISP 끼리 연결되는 네트워크
- 성능보다도 경제적, 국가 정책적으로 주도
- 예시 1 : 하나의 글로벌 ISP
- 비용 때문에 새로운 글로벌 ISP 등장 → 예시 2
- 예시 2 : 수십만 개의 접속 ISP, 다중 글로벌 ISP
- 경쟁으로, 서비스, 가격 좋음
- 2 계층
- 지역 ISP가 있다.
- 접속 ISP, 1계층 ISP(global ISP)들과 연결
- 예시 3 : 다중 계층 구조
- 중국 : 접속 - 지방 - 국가 - 1계층
- 현대 인터넷과 대략 유사
- 예시 4: PoP, 멀티 홈, 피어링, IXP
- IXP : ISP들이 피어링 하는 곳
- 예시 5 : CP
- 구글
- 12 개의 1계층, 수십만개의 ISP
[! question] 14주차 네트워크 스터디
각 단어의 뜻을 간단히 서술해주세요.
회선 다중화
- TDM : 지정된 시간을 이용하여 회선 다중화를 하는 것
- FDM : 주파수 대역 (대역폭)을 이용하여 회선 다중화를 하는 것
네트워크의 네트워크
- 접속 ISP : 인터넷에 접속할 수 있는 최하위 계층의 ISP
- 지역 ISP : 1계층 ISP와, 접속 ISP를 중개하며, 피어링도 수행한다.
- 1계층 ISP : 제일 상위의 ISP로, 비용을 지불하지 않으며, 국제적인 연결을 수행한다.
- CP : Content provider , 컨텐츠, 서비스를 제공한다.
- XP : eXchange point, ISP, CP, CDN 등이 연결되는 물리적 위치
1.4 패킷 교환 네트워크에서의 지연, 손실과 처리율
1.4.1 패킷 교환 네트워크에서의 지연 개요
- 각종 지연
- 전체 노드 지연 = 노드 처리 지연 + 큐잉 지연 + 전송 지연 + 전파 지연
지연 유형
처리 지연
- 패킷 조사, 어디로 갈지 결정하는 시간
- 비트 레벨 오류 조사
큐잉 지연
- 앞선 큐에 있는 패킷이 전송될때까지 기다리는 시간
전송 지연
- 실제로 전송하는데 걸리는 시간
전파 지연
- 빛의 속도와 같거나 약간 작다
전송 지연과 전파 지연 비교
- 전송 지연 = 라우터에서 나가는데 걸리는 시간
- 전파 지연 = 물리적으로 이동하는데 걸리는 시간
1.4.2 큐잉 지연과 패킷 손실
- 트래픽 강도 = 초당 비트 도착율을 전송률로 나눈 것
패킷 길이 * 초당 패킷 도착 / 전송률> 1- 큐잉 지연이 무한대
<= 1s- 주기적이면 문제 없음
- 버스트 하게 되면, 상당한 큐잉 지연 발생
패킷 손실
- 큐가 유한적이기 때문에
- 라우터는 큐가 꽉 차면 패킷을 버린다.
1.4.3 종단 간 지연
Traceroute
- 종단 간 거치는 라우터 정보를 알 수 있다.
- RFC 1393
종단 시스템, 애플리케이션 그리고 그 밖의 지연
- 전송을 의도적으로 지연 시킬 수 있다.
1.4.4 컴퓨터 네트워크에서의 처리율
- 처리율
min(R1,R2,R3,...)으로 결정된다.- 처리율은 전송률, 간섭 트래픽에 의존한다.
1.5 프로토콜 계층과 서비스 모델
1.5.1 계층 구조
- 계층
- 각 계층은 계층에서 어떤 동작을 취한다.
- 그 계층 바로 아래 계층 서비스를 이용하여 서비스를 제공한다.
프로토콜 계층화
- 5계층
- RFC 3439
- 애플리케이션 : 소프트웨어
- 트랜스포트 : 소프트웨어
- 네트워크 : 하드웨어 + 소프트웨어
- 링크 : 네트워크 카드
- 물리 : 네트워크 카드
- 결점
- 중복 기능 제공
- 의존적일 수 있다.
애플리케이션 계층
- HTTP, SMTP, FTP, DNS
- 메시지
트랜스포트 계층
- TCP : 연결 지향, 보장, 흐름 제어
- UDP : 혼잡 제어, 비 연결형
- 세그먼트
네트워크 계층
- = IP 계층
- 데이터그램
- IP
- 라우팅, IP 헤더
링크 계층
- 이더넷, 와이파이, DOCSIS
- 프레임
물리 계층
- 비트
- 꼬임쌍선, 단일 모드 광케이블, 동축케이블 등
1.5.2 캡슐화
1.6 공격받는 네트워크
멀웨어
- DoS를 위해 사용될 수 있다.
- 자기복제를 한다.
서버와 인프라 공격
- DoS
- 취약성
- 대역폭 플러딩
- 연결 플러딩
- DDoS
- 여러 개의 호스트로 구성된 봇넷 사용
패킷 탐지
- 패킷 스니퍼
- 패킷 사본 기록
위장
- IP 스푸핑
- 종단 인증 필요
1.7 역사
안함.