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네트워크 계층 모델
응용 계층: HTTP
목표:
응용 프로세스간에 메시지의 교환
2
무엇을 해야 하는가?
메시지
메시지
상대방이 어디에 있는지?-주소
전달할 길을 어떻게 찾을지?
중간에 에러가 발생하면?
중간에 체증이 생기면?
어떤 신호로 보낼지?
………..
전기 신호
계층 모델
메시지
전기 신호
메시지
비유: 해외 항공 여행을 할 때
ticket (purchase)
ticket (complain)
baggage (check)
baggage (claim)
gates (load)
gates (unload)
runway takeoff
runway landing
airplane routing
airplane routing
airplane routing
• 일련의 과정이 독립적으로 이루어 진다.
Introduction
1-5
해외 항공 여행을 위한 계층 모델
ticket (purchase)
ticket (complain)
ticket
baggage (check)
baggage (claim
baggage
gates (load)
gates (unload)
gate
runway (takeoff)
runway (land)
takeoff/landing
airplane routing
airplane routing
airplane routing
departure
airport
airplane routing
airplane routing
intermediate air-traffic
control centers
arrival
airport
계층들: 각 계층은 각 맡은 기능을 수행한다.
– 각 계층의 기능은 상호 독립적
– 하위 계층은 상위 계층에 서비스를 제공
Introduction
1-6
Reference model
OSI 7 layers
application
presentation
session
transport
network
data link
physical
Internet layers
application
transport
network
link
physical
프로토콜
Hi
TCP connection
req
Hi
TCP connection
response
Got the
time?
2:00
<file>
time
• 어떤 절차로 메시지를 교환할 것인가?
• 메시지에는 어떤 내용을 담을 것인가?
Transport Layer
• Transport layer는 송신 (응용)프로세스의 메시지를 목적
지 프로세스에 전달하는 일을 담당한다.
– 어떻게 프로세스를 구별할 수 있을까?- 주소
AP1
AP2
AP3
Transport
AP1
end-to-end
AP2
AP3
transport
IP
IP
IP
network
access 1
network network
access1 access2
network
Access 2
subnet 1
subnet 2
노드 간(node-to-node) 전달
• 하나의 물리적 전송로
(physical link)로 연결된
두 노드 간에 메시지(패
킷 혹은 프레임)의 전달
Link layer과 network layer
• 링크 계층은 노드와
노드 사이에서 프레임
의 전달을 담당한다.
• 네트워크 계층은 목적
지까지 패킷을 전송하
기 위해서 경로를 결
정(routing)하고 다음
노드(next hop)로 패
킷을 전달한다
(forwarding).
4.1
1
Link layer
• 데이터 링크 제어에서 전달하는 데이터의
단위를 프레임(frame)이라고 부른다.
• 목적
– 전송되는 프레임의 시작과 끝을 어떻게 구별할
것인가?
• 이외에,
– 전송되는 프레임에 에러가 발생했는가?
– 송수신 장치간에 속도 차에 의한 프레임의 손
실이 발생할 수 있는가? (흐름 제어)
Physical layer와 link layer
source
message
segment
M
Ht
M
datagram Hn Ht
M
frame Hl Hn Ht
M
캡슐화
application
transport
network
link
physical
link
physical
switch
destination
M
Ht
M
Hn Ht
Hl Hn Ht
M
M
application
transport
network
link
physical
Hn Ht
Hl Hn Ht
M
M
network
link
physical
Hn Ht
M
router
Introduction
1-14
데이터 캡슐화(encapsulation)
교환망(switching network)
• 단말들이 통신을 하기 위해서는 통신선이 연결되
어 있어야 한다.
• 스위치(혹은 라우터)로 망을 구성할 경우 많은 단
말들을 연결하기 위한 통신선의 수를 줄일 수 있
다.
point-to-point links
switched network
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회선교환망
(Circuit switching network)
• 회선 교환망에서는 두 개의 단말 사이에 물리 선로
(channel)가 연결되어 통신을 하는 동안에는 두 단
말 만이 이 물리 선로를 사용한다.
• 두 단말이 통신할 때 사용하는 이 물리 선로를 회선
(circuit)이라고 부른다.
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패킷 교환망
(Packet Switching)
• 전송을 할 때 데이터는 여러 조각으로 나누어지
며, 이 조각을 패킷(packet)이라고 부른다.
• 통신을 하는 두 단말 만이 사용하는 물리 선로가
별도로 존재하지 않으며 물리 선로는 다른 단말
들과 공유하여 사용한다.
패킷
물리선로(channel)
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왜 패킷의 지연과 손실이
발생할까?
모든 패킷은 라우터에서 도착해서 전송될
차례를 기다려야 한다.
전송되는 패킷(delay)
A
B
대기중인 패킷(delay)
버퍼의 빈 공간: 패킷이 도착했을 때 빈 공간이 없으면
버려진다. (loss)
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패킷 지연 시간(1)
• 1. 패킷 처리 시간:
– 비트 에러 조사
– 라우팅
• 2. 대기시간
– 전송을 하기위해서
출력 링크에서 대기
하는 시간
– 얼마나 버퍼에 패킷
들이 많이 있는지에
의해 결정
전송
A
전파 지연시간
B
패킷 처리시간
대기 시간
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패킷 지연 시간(2)
3. 전송 시간:
• R=링크 대역 (bps)
• L=패킷 길이 (bits)
• 패킷을 전송하는 시간=
L/R
전송
A
4. 전파 지연시간:
• d = 통신 선로의 길이
• s = 전파 속도(~2x108
m/sec)
• 전파 지연시간 = d/s
주의: s와 R은 아주 다른
값이다!
전파 지연시간
B
패킷 처리시간
대기 시간
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여러 승용차를 나르는 트럭(1)
100 km
10대의 승용차를 톨
실은 트럭
게이트
• 트럭의 속도:
100 km/hr
• 톨 게이트는 승용차 한대를
처리하는데 12 sec 걸린다.
(전송 시간)
• 승용차는 bit; 트럭은 패킷
• Q: 트럭이 두번째 톨까지
가는데 걸리는 시간은?
100 km
톨
게이트
• 트럭이 톨 게이트를 통과하
는데 걸리는 시간= 12*10 =
120 sec
• 마지막 차가 첫번째 톨에서
두번째 톨까지 가는데 걸리
는 시간:
100km/(100km/hr)= 1 hr
• A: 62 분
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여러 승용차를 나르는 트럭(2)
100 km
10대의 승용차를 톨
실은 트럭
게이트
• 트럭의 속도:1000 km/hr
• 톨에서 승용차 한대를 처
리하는데 걸리는 시간: 1
분
• Q: 모든 승용차가 첫번째
톨에서 처리되기 전에 선
두의 승용차가 두번째 톨
에 도착할 수 있는가?
100 km
톨
게이트
• Yes! 7분후, 첫번째 승용차
는 두번째 톨에 도착하고 이
때 아직 3대의 승용차는 첫
번째 톨에 있다.
• 패킷이 모두 처리되기 전에
패킷의 첫번째 비트가 두번
째 라우터에 도착한다.
– 예, Ethernet
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패킷 지연 시간(delay)
dnodal  dproc  dqueue  dtrans  dprop
• dproc = 라우터에서 처리시간(processing delay)
– 보통 몇 microsecs 혹은 그 이하
• dqueue = 라우터에서 대기 시간(queuing delay)
– 체증(congestion)에 따라 달라진다.
• dtrans = 전송 시간(transmission delay)
– = L/R, 링크의 속도에 따라 다르다.
• dprop = 전파 지연 시간(propagation delay)
– 전송로의 길이에 따라 다르다(몇 microsecs에서 몇 백
msecs)
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패킷의 손실
• 라우터의 버퍼 크기는 제한되어 있다.
• 패킷이 도착했을 때 버퍼가 가득 차 있다면
패킷은 손실(drop)된다.
• 손실된 패킷은 다시 전송될 수 있다. 이때
누가 다시 전송하는가?
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한국의 인터넷 망 구성
• http://isis.nida.or.kr
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