컴퓨터 네트워킹 : A Nuts-and-Bolts Description

Computer Networks and the Internet

 

1.1 What is the Internet?

이 책에서, 우리는 specific한 컴퓨터 네트워크인 public Internet을 컴퓨터 네트워크와 그들의 프로토콜을 논의하기 위한  주요 수단으로 사용할 것이다.

 

What is internet? 이란 질문에 대한 2가지 설명 방법이 있다.

1) describe nuts and bolts of the Internet : 인터넷의 기본적인 세부사항을 설명하는 방법

2) describe the Internet in terms of a networking infrastructure that provides services to distributed applications.

: 분산된 애플리케이션에 서비스를 제공하는 네트워킹 인프라 측면에서 인터넷을 설명하는 방법

1.1.1 A Nuts-and-Bolts Description

Internet은 전 세계에 있는 billions of computing devices를 interconnect 하는 computer network 이다.

이전의 Computing devices : 전통적인 desktop PCs, 리눅스 워크스테이션, 서버(웹페이지나 이메일 메세지 등의 정보를 저장하고 전송함)

요즘의 Computing devices : + 비전통적인 인터넷 "Things"

== 랩탑, 스마트폰, 타블렛, 티비, 게임 콘솔, 온도조절장치, 가정 보안 시스템, 가전제품, 시계, 안경, 자동차, 교통수단 통제 시스템 등등,,, 다양한 things 들이 인터넷에 연결되고 있다.

 

실제로, 인터넷과 연결되고 있는 많은 비전통적인 장치들을 감안할 때, 컴퓨터 네트워크라는 용어는 약간 시대에 뒤떨어지기 시작하고 있다.

 

전문용어로, 이런 모든 device들은 hosts or end systems라고 불린다.

2015년에 Internet에 connected 된 devices들이 5 billion 정도 되고, 2020년이면 25 billion이 될 거라고 추정된다.

 

End system은 'communication links'와 'packet switches'의 (로 이루어진) 네트워크로 함께 연결된다.

Section 1.2 에서 다양한 종류의 communication link가 있다는 것을 배울 거다.

communication link는 types of physical media가 무엇인지에 따라 different link로 구분한다.

- coaxial cable, copper wire, optical fiber, radio spectrum.

 

different links -> data를 다른 rates로 전송할 수 있다. 이때, link의 trasmisson rate는 bits/second로 측정된다.

 

어떤 한 end system이 다른 end system에게 보내야 할 data를 가지고 있다면,

sending end system가 data를 segment하고 각각의 segment에 header bytes를 add한다.

그런 다음에 전문용어로 packets이라 알려져 있는 resulting packages of information 이 network를 통해서

destination end system으로 보내진다. 그리고 그곳에서 original data로 reassemble 된다.

 

packet switch는 incoming commmunication links(수신 통신 링크) 중 하나에 도착하는 packet을 가져오고,

그 packet을 outgoing communication links(송신 통신 링크) 중 하나에 forward 한다.

 

packet switch는 다양한데, 오늘날 Internet에서 가장 prominent한 두 가지 유형은 routers 와 link-layer switches 이다.

both types of switches 둘다 그들의 ultimate destination 으로 packets을 forward 한다.

 

Link-layer switches 는 일반적으로 used in access networks.

반면에, routers는 일반적으로 used in network core.

 

sending system 에서 receiving system까지, packet이 traverse(횡단, 통과) 하는 communication link 와 packet switches 의 순서를 네트워크를 통과하는 routh 나 path 라고 한다.

 

Cisco 는 예상한다, 연간 global IP traffic 이 zettabyes threshold(임계값)을 통과할 것이라고 예상하고 있다.

그리고 2019년에는 2 zettabytes per year 를 도달할 것이다.

 

Packet-switched networks(패킷 교환 네트워크) (which transport packets) 는 많은 방면에서 고속도로, 도로, 교차로 에서의 transportation networks(운송 네트워크)(which transport vehicles)와 유사하다.

 

고려해봐라. 예를 들어서, 공장이 많은 양의 화물을 수천 km 멀리 떨어져 있는 어떤 destination warehouse에 보낸다고 해보자.

공장에서, 화물은 segment 되어서 a fleet of trucks에 loaded 된다.

각각의 truck은 independently travels 된다. through the network of 고속도로, 도로, 교차로를 통해서.  destination ware house까지.

destination warehouse 에서 화물은 unloaded 되어서 같은 shipment 를 통해 도착한 다른 cargo 들과 grouped 된다.

 

따라서, in many ways, packets == trucks, communication links == highways and roads,

packet switches == intersections, end systems == buildings.

 

truck이 transportation network의 path를 통과한 것처럼,

packet은 computer network의 path를 통과한다.

 

 

End system 은 Internet Service Providers (ISPs)를 통해 Internet 에 access 한다.

ISPs는 이런것들을 포함한다.

- residential ISPs (local cable, telephone companies)

- corporate ISPs

- university ISPs

- ISPs that provide WiFi access in 공항, 호텔, 커피샵, + 다양한 공공장소

- cellular data ISPs : smartphone이나 other devices 에게 mobile access 를 provide함

 

각각의 ISP 들은 그것 자체로 packet swiches 와 communication links의 network이다.

ISps 들은 다양한 종류의 network access 를 end system에게 제공한다.

아래는 network access의 종류이다.

- residential broadband access ( cable modem or DSL)

- high-speed local area network access

- mobile wireless access

 

또한, ISPs들은  content providers (콘텐츠 제공자)에게 Internet access 를 provide 한다.

Web site 와 video server를 직접적으로 Internet에 connect 해줌으로써.

Internet 은 모두, end systems를 서로 연결하는 것에 관한 것이다.

그러니까, end system에게 access 를 제공하는 ISPs 역시 무조건 interconnected되어 있어야한다.

 

lower tier(하위계층) ISPs 는 국가 및 국제 upper-tier(상위계층) ISPs 를 통해 interconnected 되어 있다.

상위 계층 ISPs such as, Level 3 Communications, AT&T, Sprint, NTT.

상위 계층 ISPs는 high-speed fiber-optic links로 interconnected 되어 있는 high-speed routers로 구성된다.

 

하위 계층이든 상위계층이든, 각각의 ISP network는 독립적으로 관리되고, IP protocol을 run 하고, 특정 naming and address convention(규칙)을 준수한다.

* ISPs와 그들의 interconnection은 Section 1.3에서 더 자세하게 다룰 것이다.

 

End system, packet swithces, other pieces of the Internt 모두 protocols 를 run 한다.

procol이란, Internet에서 information의 sending 과 receiving을 control 하는 것이다.

Transmission Control Protocol (TCP) 와 Internet Protocol (IP) 가 Internet에서 가장 중요한 두 protocol이다.

 

IP protocol은 router와 end system 사이에서 송수신되는 packet의 format을 지정한다.

 

Internet의 principal protocols 은 TCP/IP로 통칭된다.

 

우리는 introductory chaper 에서 protocols을 살펴볼것이다.

그치만 이 책의 대부분은 computer network protocol에 관한 것이다.

 

Interntet에 대한 protocol의 중요성을 고려하자만, 모든 사람들이 해당 protocol이 뭘 하는지 동의해야 한다. 그래서 사람들이 can create systems and products the interoperate 할 수 있다.

 

그래서 standard가 있는거다.

Internet standards 가 Internet Engineering Task Force(IETF) 에 의해 만들어졌따.

IETF standards documents 는 requests for comments (RFCs) 라고 불린다.

RFCs 는 Internet의 precursor(전구점)에 직면한 네트워크 및 프로토콜 설계(design) 문제를 해결하기 위한 일반적인 의견 요청(그래서 이름이 RFCs임) 으로부터 시작되었다.

RFCs는 상당히 기술적이고 세부적인 경향이 있다.

 

RFC는 TCP, IP, HTTP (for the web), SMTP(for email) 같은 protocol 을 정의한다.

현재 7000개 이상의 RFCs 가 있다.

다른 기관도 네트워크 구성요소에 대한 표준을 명시하고 있으며, 특히 network link에 관한 표준이 가장 notably 하다 ( 두드러진다)

 

IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee 는 Eternet and wireless WiFi standards를 지정한다.