Network edge

상위 문서: 컴퓨터 네트워크

개요

network edge란 host와 network core의 access point 까지의 네트워크를 의미한다.

Access network의 종류

Digital Subscriber Line(DSL)

Digital Subscriber Line(DSL)은 기존의 전화선을 이용하여 인터넷에 접속한다. 이는 다음과 같이 작동한다.

• 컴퓨터에 DSL modem을 설치하고 전화선을 이용해 해당 지역의 DSLAM과 데이터를 주고 받는다.
  • DSLAM은 해당 데이터가 목소리라면 이를 telephone network에 전송한다.
  • DSLAM은 해당 데이터가 data라면 디지털 데이터로 변환하여 ISP에 전달한다.
• DSLAM에서 가정으로 전송되는 정보는 splitter를 통해서 가정의 전화기와 컴퓨터에 구분되어 전달된다.

이는 해당 가정의 지역 전화 회사가 ISP의 역할을 겸한다는 특징이 있다. 또한 downstream 전송 속도가 upstream 전송보다 빠르다. DSL은 전화 인프라를 재사용하기 때문에 설치 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 하지만 host에서 DSLAM까지는 전화선(구리선)을 이용하므로 속도가 느리다는 단점이 있다.

Cable network

Cable network는 케이블 TV의 인프라를 활용하는 Access network이다. 이는 다음과 같이 작동한다.

• 컴퓨터에 cable modem을 설치하고 cable을 통해서 해당 지역의 CMTS과 데이터를 주고 받는다.
  • CMTS는 해당 아날로그 데이터를 디지털로 변환한 후 이를 ISP에 전달한다.

이는 Hybrid Fiber Coax(HFC)를 활용한다. 이는 fiber와 coax를 혼용하여 Fiber(광섬유)를 ISP에서 CMTS까지 연결하고, Coaxial cable(동축 케이블)을 CMTS에서 각 가정의 host까지 연결하여 구현된다. 동축 케이블 내에서의 정보 송신에는 frequency division multiplexing이 사용된다.

DSL과 다르게 central office인 CMTS는 DSL의 DSLAM과는 다르게 ISP에 대한 접속에만 집중하므로 DSL에 비해 그 속도가 더 빠르다는 장점이 있다. 하지만 Cable network를 사용하는 가구들은 CMTS까지의 accessnet work를 공유하므로 동시다발적으로 접속자가 몰리면 그 속도가 현저히 떨어지는 문제가 있을 수 있다.

Fiber To The Home(FTTH)

FTTH 기법은 집까지 광섬유를 연결하는 것을 의미한다. 이는 다음을 통해서 구현된다.

• 각 가정에는 ONT라고 하는 광 네트워크 종단 장치가 존재하며 이는 Optical Splitter에 연결된다.
• Optical Splitter또한 광섬유로 통신사의 central office의 OLT라고 하는 광회선 종단 장치에 연결되어 인터넷에 연결된다.

Ethernet(Enterprise access network)

Ethernet(이더넷)은 네트워크의 5 layer에서 Data link layer과 Physical layer사이를 연결하는 기술을 의미한다. 유선 네트워크의 표준적인 구현기술이다. 이때 end system들은 보통 Ethernet Switch로 연결되어 ISP로 연결된다.

Wireless access networks

• wireless LANS는 좁은 영역 안에서의 무선 통신을 의미한다.
  • 예시: WIFI
• wide-area wireless access(cellular network): 기지국을 통해 넓은 영역에서 무선 통신을 가능케 함
  • 예시: 3G, 4G, LTE

packet transmission delay

host가 데이터를 보낼 때는 이를 L bit 크기의 packet이라고 하는 더 작은 단위의 chunk로 쪼개서 전송한다.

• transmission rate R의 속도로 access network에 패킷을 전송한다.

transmission rate는 link transmission rate, link capacity 혹은 link bandwidth라고 함

$packettransmissiondelay(sec)=\frac{L(bits)}{R(bits/sec)}$

Physical media

• physical link: transmitter와 receiver 사이에 존재하는 것
  • guided media: wired link
  • unguided media: wireless link

Physical media의 종류

• twisted pair(TP): 두 구리선을 꼬아서 서로 간의 생기는 간섭을 간섭하여 간섭을 줄인 선
• coaxial cable(동축 케이블): 내부의 구리선을 절연체로 감싼 뒤 이를 그물 형태의 구리로 감싼 뒤 이를 피복으로 덮은 형태
  • 이를 통해 간섭을 최소화하여 장거리로 신호를 전달할 수 있다.
  • 양 방향으로 정보를 전달할 수 있다.
• fiber optic cable(광섬유): 빛의 반사에 의해서 정보의 손상 없이 정보를 전달하는 선
  • 속도는 빠르고, 간섭도 적고, 용량도 크지만 내구성이 약하다.

• radio(전파): 전자기파의 형태로 공기를 통해 전달된다.
  • 양 방향으로 정보를 전달할 수 있다.
  • 전파의 네가지 특성
    1. reflection: 전파는 어떤 물체에 부딪히면 반사됨
    2. refrection: 전파는 서로 다른 두 매질을 지날 경우 굴절됨
    3. deflection: 전파는 장애물을 만날 경우 장애물을 휘어서 돌아감(회절)
    4. interference: 전파는 서로 간섭함
  • 전파는 파장이 짧으면 단파, 길면 장파라고 불린다. 이때 전파는 파장이 짧을 수록 가지고 있는 에너지가 크고, 단위 시간 당 전보의 송신량이 크며 직진성이 강해진다. 하지만 투과성이 낮아진다. 이러한 이유로 현대의 전파는 단파를 위주로 개발되고 있다.