네트워크 : WAN
이번 시간에는 WAN의 개념과 구조에 대해서 정리할 것이다.
WAN을 설명하기 전에 LAN, PAN은 무엇인가?
LAN(Local area network)은무선랜, 와이파이를 무선 랜으로 말하고 있다.
PAN(Personnel area network)은 더 작은 사이즈의 네트워크를 의미하며 무선 이어폰, 무선 키보드가 있다(블루투스, NFC).
즉, 네트워크의 사이즈에 따라서 구분해놓은 것이다.
WAN은 wide area network라고 말하며 일상생활에서 볼 수 있는 예는 LTE, 5G가 있다.(MAN이라고도 한다)
* 네트워크의 종류를 카테고리의 크기에 따라서 목록화했을 때 다음과 같이 구분할 수 있다. 최근들어서는 경계가 허물어지고 있다. 기술의 범주와 기능이 확대되어 가고 있다.
* 여기에서 다루고자 하는 내용은 기본적인 배경지식을 다루는 것이 중요하다.
가장 대표적인 것은 WAN에서는 친숙한 네트워크는 LTE, 5G와 같은 경우, 이것은 무선 네트워크의 경우이다.wireless
wired lan도 있다. 전화망이 대표적이다. 이런 계열의 기술들을 살펴볼 것이다.
Switched network
더 넓은 영역을 커버를 하다보니 WAN계열의 네트워크들은 교환망이라는 개념이 있다. Switched network의 속성을 가진다. 1:1로 연결이 되는 것이 아니라(데이터 링크와 같이) 어딘가를 거쳐서 길을 찾아서 원하는 목적지까지 가게 해주는 그런 개념이다.
Switched Network Terminal
switching node
- switch라는 뜻이 맞바꾼다라는 뜻이다. 노드가 여러개가 있는데 어떻게 연결할 것인가를 의미한다. 데이터를 어느쪽에 보낼것인가라고 생각하자.
station
- 일반적인 하드웨어적인 개념의 단말기
node
- station과 비슷하다.
communication network
- 노드들의 집합
switched communicaion networkt
- 스위칭 하는 노드들의 집합
스위칭 네트워크의 가장 심플한 예시
이제 노드들을 통해성 어떻게 연결할 것인가?
1. circuit(회로) switching
- 어떤 다른 노드에 데이터를 보낸다고 했을 때 보내는 경로를 미리 세팅을 하는 것이다. 길을 만들면 이후에는 다른 작업없이 만들어진 길로 데이터를 보낸다.
2. packet switching
- 데이터를 1번과 같이 길 따라서 가는 것이 아니라, 자동차마다 데이터를 나눠서 각자 목적지로 가는 방식으로 보인다.
1. circuit switcing
- 먼저 선로,길을 만들어야 한다.
-?? 그리고 데이터를 다 보내면 그런 길들을 다시 해제한다.
- 두개의 station만을 위한 길을 사용해야 한다. 다른 애가 쓸 수 없는 것이다.
(EX) 내가 전화해서 친구와 연락을 하고 있는데, 누가 나한테 전화하면 통화중이라고 신호가 오는 것과 비슷한 것이다.
- 비효율적이다. 내가 쓰고 있으면 다른 애들이 쓸 수 없기 때문이다. 내가 선로를 가지고 있다고 하더라도 내가 안쓰는 시간도 있기 때문이다.
- 상대적으로 packet switching은 어느 길을 가도 상관 없기 때문에 상대적으로 효율적이다.
- 한번 세팅하면 전송은 투명하다. 다른거 신경안써도 그냥 보내면 된다.
- 전화가 가장 대표적인 circuit switcing 네트워크이다. 최근에 사용하는 인터넷 전화는 여기에 해당하지 않는다. 이런 swithcing node의 역할을 하는 것이 전화국이다. 전화 교환원들이 직접 교환을 해줬다. 국제 전화의 경우도 해외에 그런 전화국이 있었다.
- 한번 연결이 되면 전기 회로처럼 계속 연결이 되어 있는 것이다.
- 이런 것들은 음성신호에 최적화되어 있다. 언제 얘기할지 모르기 때문에 그렇다.
- 하지만 데이터를 전송하는데는 비효율적이다. 데이터를 한번에 보내지 않고 패킷별로 나눠서 보내는데, 패킷들은 주기성이나 패턴이 있기 때문에 그렇다. 그래서 주기성이나 패턴에 따라서 그때그때 마다 경로를 다르게 보낸다.
- 처음 설치해야 하는 오버헤드가 발생하지만 한번 만들면 계속 쓰기 때문에 어떤 면에서는 효율적이다.
concepts
digital switch - 투명한 경로 제공, 반드시 완전한 듀플렉스 전송이 되어야 한다.
network interface - 네트워크 인터페이스 제공
control unit - 어떤 유닛과 연결하는 지 제어
blocking network, non-blocking networkt 차이
Block : 어떤 경로를 점유하고 나면 이외에 다른 요청에 대해서 block을 쓰는 것이다
Non- block : 요청은 받아들이면서, 끊고 새로운 연결을 할 것인가? 아니면 무시를 할 것인가의 경우를 제공해준다.
스위칭 하는 방법
space division switcing
- 공간적으로 공간을 나눠서 스위칭을 한다. x, y축에 맞는 스위칭을 눌러서 뭐 스위칭을 한다 이런 뜻이다.
time division switcing
- 링크가 하나일 때, 어떤 친구는 이 타이밍에 들어! 어떤 친구는 다른 타이밍에 들어! 라고 한다
* 잠깐 설명함
2. packet switching
- 데이터에 성질이 더 잘 맞는다.
- 데이터들은 일반적으로 작은 패킷 단위로 전송한다. 큰파일을 한꺼번에 보내는 것이 아니라 작게 잘라서 보낸다.
예시. 자동차를 타고 서울에서 부산을 가는 것을 떠올리면 된다. 어떤 사람은 국도를 타고 어떤 사람은 경부 고속도로 뭐 이렇게 자기 상황에 최적에 맞는 길을 찾아서 간다.하지만 부산에 도착하는 목적자체는 변함이 없다.
- 하지만 철길처럼 정해진 사람들이 정해진 길을 사용하는 것이 아니라서 교환 노드를 거칠때 알아서 판단해서 가는 길을 결정한다. 그렇기 때문에 실제 데이터 내용 이외에 어느 길로 가야할지에 대한 컨트롤 정보를 포함해야 한다. control 정보가 라우팅을 하는 데 사용한다.
- 보통은 헤더에 컨트롤 정보를 담아 둔다. 하지만 서킷 스위칭과 같은 경우는 컨트롤 정보를 포함하지 않아도 된다.
네트워크 상에서는 서킷과 패킷의 개념이 완전히 다르다.
파티션을 할 수 있고, 채널을 공유할 수 있다.
패킷 스위칭의 문제점?
어떤 패킷은 경부선, 국도, 중부선을 탔다고 가정하자. 그리고 파일을 3등분해서 보냈다. 그런데 이 파일을 보내는 순서가 1,2,3으로 보냈는데, 받은 순서가 보내는 순서로 받는다고 보장할 수 없다. 그래서 어플리케이션에 종류에 따라서 순서가 중요할 수 도 있다.
이런 문제점을 보완하기 위해서 2가지로 구분한다.
1. data gram
- 1,2,3을 보내면 알아서 가라!
2. virtual circuit
- 수많은 교환 노드들이 있을 텐데, 어디를 거처서 어떻게 갈 것인지 circuit swithing처럼 정해두는 것이다. 이와 같은 경우는 적어도 같은 길로 보내게 하면 어떤 경로를 지정해두면 패킷의 순서가 섞일 일은 없다.
하지만 이에 대한 단점은 예를들어 가야하는 링크에 꽉 막히면, 그 서비스 자체가 먹통이 된다. 다른 방식은 알아서 다른 방법으로 가면되는데. 이경우를 쓰면 해결할 수 없다. 패킷 네트워크지만 서킷의 장점을 쓰는 것이다.
장, 단점
순서 문제가 없다. 패킷의 배치가 더빨리 된다. 하지만 원래 가야하는 길이 막히면 다른길로 못들어간다. 이 경우도 셋업 하는 과정이 필요하다.
문제 예시
패킷을 보낼때, 패킷을 잘라서 보낼 것이다.
데이터를 보낼때, 패킷이 길면 그 길이만큼의 시간이 걸린다. 하지만 길이를 반으로 잘르면
패킷을 두개로 나눠서 보내는 것이 더 작게 걸린다. 그렇다면 패킷을 무조건 작게 나눠서 보내는 것이 효율적인가?
그건 또 아니다. 왜냐하면 많이 자르면 많이 자를 수록 헤더들이 반복이 되어서 그만큼 시간이 더 걸린다.
그래서 이런 애들을 최적화 시키는 것이 또 중요하다. 얼만큼으로 잘라서 보내야지 최적이지?
--> 계산문제로 낸 적도 있었다. 하지만 맞춘사람이 한명도 없었다.
위에 세개의 개념의 차이를 잘 이해할 필요가 있다. circuit, packet, virtual
지금까지는 WAN을 설명했다.
다음은 Cellular wireless network를 설명할 것이다. Wan의 포함되어 있는 것이다.