computer network(2) - network structure

Network structure

 * access networks, physical media(물리적 매개체)
    : wired, wireless communication links
       => They connect Host to network.
       ex. home network, mobile network...

 * network edge 
    : hosts -> clients and servers(servers often in data centers)

 * network core
    : interconnected routers (ISPs)

network structure

1. Access network and physical media

Q. How to connect end systems to edge router? 

    (edge router is a router that Host first meet)
    * residential access nets (home network)
    * institutional access networks(school, company...)
    * mobile access networks
         => connect to one of the three above.

 Keep in mind : 

   bandwidth(bits per second) of access network?

    : It mostly has a big impact on the speed of the Internet.

    The Internet speed advertised on the TV is the speed of the access network.

   shared or dedicated?

     Shared is a case multiple homes share the bandwidth of one router

      => shared는 여러 집이 한 라우터의 대역폭을 공유하는 경우

     Dedicated is a case one home uses all of the bandwidth of one router

      => dedicated는 한 집이 한 라우터의 대역폭을 모두 쓰는 경우

 1) Access net : DSL(digital subscriber line)(dedicated)

 
   => use existing telephone line to central office DSLAM

         DSLAM과 연결된 기존의 전화선을 사용. 

        ==> data over DSL phone line goes to Internet

               voice over DSL phone line goes to telephone net.

   ps) upstream과 downstream의 차이

     => upstream : end systems ---> network (ex. upload)

     => downstream : end systems <--- network (ex.download)

 2) Access net : cable network(shared)

    => frequency division multiplexing 기술

      : If the frequency bands are different, they are transmitted to other channels.
         (channel은 주파수를 대역별로 나눈 것)
       => 주파수 대역이 다르면 다른 채널로 전송한다.
          즉, 주파수 대역이 같으면 같은 채널로 전송한다!

  * HFC (hybrid fiber coax)

    : 접속망 구성의 한 방식으로, 기존에 설치한 케이블 TV 신호 전송용 선로를 이용해

    인터넷을 연결하는 기술로 다수의 케이블 네트워크와 광섬유, 즉 다수의 집들이 access

    network를 공유해 cable headend와 연결되고 그 cable headend가 ISP 라우터에 연결되

    인터넷을 가능하게 한다.

 

    따라서, dedicated인 DSL과 달리 cable network는 shared의 형태를 띄고 있다.

     한편, HFC는 downstream의 속도가 30Mbps인 반면 업스트림 속도가 2Mbps로 상당한

    불균형을 이루고 있다.

 3) Ethernet (Enterprise access networks) (shared)

  : 오늘날 대부분의 엔드 시스템(호스트)들은 Ethernet switch와 연결되어있으며

   주로 회사나 대학등에서 많이 사용한다.(10Mbps, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps)

 4) Wireless access networks

   : 공유 무선 access network는 라우터와 엔드시스템(호스트)들을 연결한다.

     - wireless LANS :

        : winth in builing

        ex. WiFi

     - wide-area wireless access :

        : provided by telco operator

        ex. 3G, 4G, LTE

2. Host : sends packets of data

   host sending function :

        * 요청(application message)를 받는다.

        * L 길이 비트의 작은 덩어리 (packets이라고 함)로 나누기

        * 전송률(transmission rate) R로 access network에 패킷을 전송

            - link transmission, 일명 link capacity, 일명 link bandwidth

3. Physical media

 * bit  : 수신기와 송신기 쌍사이에 전달되는 것.

 * physical link : 수신기와 송신기 사이에 놓여지는 것

 * guided media (유도하는 매체) : 고체 매개체로 신호를 전달(copper, fiber, coax)

 * unguided media (유도하지 않는 매체) : 자유롭게 신호를 전달(radio)


 1) guided media
   - twisted pari (TP) :
    2개의 절연된 구리선으로 미국에서는 4개의 선을 사용한다.

   - coaxial cable (동축 케이블) :
    중심이 같은 두개의 구리선, 양방향 통신이 가능하고, 넓은 대역폭을 가지고 있어 
   여러개의 채널을 가질 수 있어 HFC에 이용된다.

   - fiber optic cable (광섬유 케이블) :
    빛 펄스를 운반하는 유리 섬유, 매우 빠르고 속도와 적은 에러, 넓은 대역폭과 저항이 
   적어 매우 긴 전송거리를 자랑한다.
   ps) 광섬유 대역폭>>> 동축 케이블 대역폭, 먼거리와 통신할 때는 repeater를 부착한다.


 2) unguided media
   - radio (무선통신) :
   전자기 스펙트럼을 통해 신호를 전송, 선이 없으며 양방향 통신이 가능하나 반사, 간섭,
  물체에 의한 방해 가능성이 있음

   => radio link type : terrestrial microwave(지상파), LAN(WiFi), wide-area(LTE),
                            satellite(위성 통신)