컴퓨터 네트워크 7-1 wireless network(작성중)

<wirelessnetwork>

-wirelesshosts(laptop,SmartPhone,TabletPC)

유선망에서 엔드 호스트처럼 무선 호스트에도 앱이 작동 중.

한 곳에 머무를수도, 이동할수도 있음.

무선이어도 액세스 포인트의 범위를 벗어나게 되면 접속이 끊어진다.

나중에 새롭게 다른 곳에 사용자가 접속을 해야 되는 경우는 모빌리티가 없는 경우

 

 -base station

호스트의 일종인데, 인터넷과 같은 망에 접속하는 지점

유선망과 무선 호스트를  연결하는 접점과 같다

패킷을 서로 relay해주는 역할.

기지국과 액세스 포인트...

 

 

-wireless link

유선 링크 대신, 무선 링크가 있다. 무선 호스트와 base station을 이어준다. 

backbone link... 

무선전화망, 백엔드의 인터넷망

 

-무선 네트워크여도 베이스와 호스트사이만 무선이다.

기지국과 무선 전화망과 인터넷망을 연결하는 링크들은 유선이다.

 

-무선 주파수를 여러 디바이스가 나눠 쓰므로, 서로 충돌을 완화하기 위한 MAC protocol이 존재한다.

기술들에 따라서 전송거리나 정도가 천차만별이다.

NFC, bluetooth, wimax?

 

 호스트,베이스,링크

 

-Topology 1)Infrastructure

기반(infra)이 갖춰져 있다.

베이스를 기준으로, 유선망, 전화망과 연결해주는 기반 구조가 이미 갖춰져있다는 뜻이다.

베이스에 연결되는 각각의 호스트들이 베이스를 통해 망에 연결하게 되면 infrastructure모드이다. : 아닌 경우도 있구나...

호스트가 인터넷망에 베이스를 통해 연결하면 인프라스트럭쳐

 

handoff or handover

It's handoff, handover that changes automatically When host changes Base Station

It continues without user's hand.

 

-Topology 2) Ad-Hoc Mode

임의로 구성 되는.

어떤 특별한 모양 없이, 호스트들끼리 임의로 연결하는 네트워크.

infrastructure은 범위 안에 베이스가 있고, 호스트가 별 모양으로 연결한다.

ad hoc 모드는 어떤 방식으로 연결될지 모른다. 1:1? web? 

 

->multi-hop communication

하나의 호스트가 다른 호스트와 통신하기 위해서 여러 노드를 거쳐서 데이터를 보낼 수 있는 기능이 제공된다. 

인프라스트럭쳐는 베이스와 호스트 일대일 대화였다.

 

infrastructure, handoff, Ad-Hoc, multi-hop communication

 

 

<무선특성!>

 

1.유선보다 신호 세기가 급격하게 감소한다.(path loss)

2.다른 신호로부터 간섭을 받는다.(절연 없음, 같은 주파수 대역을 쓰는 신호끼리 간섭. ISM밴드. 산업, 과학, 의료 주파수)

3.다중 경로 전파-내가 내 신호에 의해 간섭을 받음.(장애물에 의한 산란, 늦게 도착.)

 

무선은 고려할 것이 많구나!

신호의 세기가 급격히 감소함, 다른 신호에 의해 간섭받음, 다른 장애물에 의해 내 신호 간섭

 

 

-무선 통신에서 신호와 잡음... 비율(SNR)

Signal-to-Noise Ratio

 

무선 통신의 성공 지표

 

일단.. 잡음 유무 중요. 이에 따라 신호의 세기가 얼마나 되도 괜찮은지 결정됨

도서관은 SNR 비율이 높아서 잘 들리고, 지하철에선 SNR 비율이 낮아서 잘 안들림

원 신호의 세기보단, 주변환경에 비해 snr 값이 얼마나 수신을 잘 하느냐에 달림!

 

snr vs ber trade off

(bit-error rate)

SNR값이 높으면 BER(비트율)가 떨어진다.

로그 스케일

데시벨이 높아질수록 비트가 정상이 확률이 확 떨어진다.

어떤 무선 모듈레이션 기술이든지!

 

-CDMA

코드 분할 다중접속.

코드 분할을 통해 채널이 여러개인 것 처럼 사용자가 다중 접속하는 방식이다.

XOR해서 slot수만큼 나누고 다 더하면 다시 원래 값이 된다. 당연함. 인코딩때 그 반대로 한거임...

 

 

<IEEE 802.11>

802.11로 된 것들은 다 와이파이와 관련된 기술이다....

DSSS. CDMA랑 비슷한 기술이다.

높은 bit rate 통신이 가능하다

....이것들 명칭이랑 기능을 다 알아야할까?

몰라도되겠찌...

근데데수업안들은사람은 빼고

 

-802.11a,b

a,b거의 비슷. a는 5GHz대역에서 54Mbps까지 서비스를 하고, b는 2.4GHz대역에서 11Mbps까지 서비스합니다.

-802.11ㅎ

2.4GHz 대역에서 최대 54Mbos까지 서비스합니다.

-802.11n

2.4와 5GHz 대역에서 동시에 같이 쓸 수 있습니다. 450Mbps까지

-802.11ac

-SU-MIMO,MU-MIMO

single user, multiple user

AP에 네 개의 안테나가 달려 있고, 유저가 둘이 있다면 한 순간에 한 명의 유저하고만 통신하는 방식이 SU

안테나가 여러 개 있으면 여러 사용자와 동시에 사용할 수도 있고, 여러 명의 유저가 AP안테나를 공유해서 쓸 수 있는 방식

 

 

전부 베이스를 가진 infrastructure모드로 동작할수도있고, ad hoc 모드로 동작할수도 있다.

모두가 mac protocol로서 csma/ca를 사용하게 된다.

 

 

<802.11 LAN Architecture>

1.infrastructure

베이스 스테이션(공유기)를 통해서 데이터를 허브, 스위치, 또는 라우터에 모읍니다. 이것들은 액세스 포인트가 모아 온 데이터를 인터넷에 보내거나, 온 데이터를 액세스 포인트로 넘겨 주는 역할을 합니다.이 영역을 Basic Service Set 라고 부릅니다.

베이스 스테이션이나 액세스 포인트나 같은 말입니다.

 

2.채널

보통 11개 분할. 주변 AP들을 보고 어떤 채널을 쓸 때 간섭을 적게 일으킬 수 있는가를 계산해서 선정.

 

3.연관

어떤장소에서 AP접속할때..

1)각각의 액세스 포인트들이 메세지 보냄 액포 이름과 맥 주소가 있음. 호스트가 그걸 봄 2)그 중 어떤 것을 선택할지 결정하고, 리퀘스트보냄 액포는 암호달랠수도 3)액포로부터 association response메세지를 받음. 4)액포를 통해서 DHCP 기술을 통해 IP를 얻게 됨

 

 4.프레임 : 어드레싱

이더넷 프레임과 좀 비슷하네요

주소 : 1)wireless host .receiver's MAC address 2)wirelesshost or Mac address of AccessPoint Send 3)AP가접속한 허브 스위치의 MAC address 4)Address Field of ~ad hoc mode~

주소왜케많어

페이로드 씨알씨

 

5.어드레싱 동작 과정

호스트 1이 액포 쪽으로 프레임을 보냅니다. 그러면 주소 필드 앞에 세 개 중에 첫 번째 필드는 수신자 '액포'의 맥주소를 쓰고, 두번째는 송신자인 호스트1 맥주소를 쓰고, 세번째는 라우터의 맥주소를 쓴다.

와이파이의 프레임 형태 헷갈려 죽겠다.,

액포에서 라우터 측으로 전달될 때는 액포 맥 주소를 다 떼버리고 (액포거쳤으니까 필요없음) 도착지 맥주소를 라우터의 맥 주소로 쓰고, 다음에 보내는 호스트1의 맥 주소를 써서 이더넷 프레임을 만들어 전달합니다. 이 사이에서 와이파이 프레임은 없어져 버립니다. 그 과정에서 프로토콜 번역이 돼서 전달된다는 것을 알 수 있습니다.

 

 

 

<CSMA>

전송 전에 sensing을 통해 누가 공유 링크를 사용하고 있나 보고 그렇다면 데이터를 보내지 않는 것.

충돌 가능성 잇음. 재전송할거임

 

그런데

sending node가 통신을 못 듣는 경우?

sending node가 충돌이 발생하는 것 감지하지 못할 경우

있따. 무선에서

1.장애물에 의해서 감지가 안됨

2.나란히 있는 경우..급격히 감쇄하는 특성 때문에 앞은잘들리고 뒤는안들리 혹은 간섭 췩급

 신호를 서로 알아채지 못하고 같이 신호를 보내서 충돌이 일어난다.

Hidden terminal Problem

 

< DCF>

CSMA/CD

채널 감지

DIFS동안 지속적으로 살펴봄

그래도 전송안하면 그때 신호보냄

전송하면 backoff time(랜덤)

채널이 idle일때 backoff timer가 작동하고, 0이 되엇을때, 쩐송한다.

 

 

무선에서는 단말이 보내는  데이터가 강하고, 단말에 도착하는 데이터는 많이 약화되어서 잡음인줄 알고, 충돌인줄 모른다.

 

<DCF>

이번에도 ACK로 확인

보내는 사람은 보내고 DIFS만큼 기다리면서 감지를 해본다. 데이터 보낸다.

받는사람한테서 ACK메세지를 받으면 끝. ㅎ

와중에 

DIFS : 프레임 간의 시간 간격

SIFS : 더 짧은 프레임 간의 시간 간격

 

<Cellular InternetAccess>

셀이란 유효 도달 범위가 여러 지리 영역으로 나뉜 것을 뜻한다.

 

2G 셀룰러 : 전화망으로 음성 연결

기지국, 기지국 제어기, 이동 교환 센터, 이동 사용자

-기지국 제어기와 그 제어를 받는 기지국들은 하나의 기지국 시스템을 구성한다. 

-2G cellular GSM표준은 FDM/TDM혼합 방식을 사용한다.

-채널을 다수의 주파수 부대역으로 나눈 후에 각 부대역에서 시간을 프레임과 슬롯으로 분할한다.

하나의 채널을 F개 부대역으로 나누고 시간을 T개 슬롯으로 나누면 F*T개의 콜을 동시에 지원할 수 있다.

 

3G cellular : 무선 액세스 네트워크 공중 인터넷에 연결한다.

-기존 GSM 기반 셀룰러 음성 네트워크의 기본은 그대로 두고, 거기에 병행하는 추가적인 셀룰러 데이터 기능을 추가.

-3G Core Network has two types of node 

 : SGSN

해당 SGSN이 접속해 있는 무선 액세스 네트워크에서 이동 단말기 간의 데이터그램 송수신을 책임진다.

 : GGSN

게이트웨이와 같이 동작함, 다수의 sgsn들을 더 큰 인터넷과 연결

 

ggsn이 외부와 연결하는 게이트웨이, sgsn은 세부적으로 이동 단말기와 연결함.

  

4G LTE : 표준은 쓰리지피피에 의해 작성되어 쓰리지 시스템에 대한 두 가지의 중요한 진화를 이루고 있는데, 올 아이피 네트워크 기술과 향상된 무선 접속 기술이다. 

-all-IP 네트워크 구조. : 음성과 데이터 모두 아이피 데이터그램에 의해 사용자 장비인 무선 기기로부터 패킷 게이트웨이로 전송된다. 이는 포지 가장자리 네트워크를 네트워크의 다른 부분과 연결한다. 포지에 이르러 음성전화에 기반한 기존 셀룰러 네트워크의 잔재가 완전히 사라지고 보편적인 아이피 서비스로의 전환이 이루어지게 되엇다.

아이피 계층의 데이터와 제어 구분

 

<Mobile Network>

중간에 빠진게있는것같은데시험치는아닌지

난 알수가없음..

나 수업도 빠진적잇음

 

Wireless와 Mobile은 엄연히 다르다.

두 장치가 통신하는 채널이 무섬이라면 wireless network

 

한 액세스 포인트나 베이스에 접속해있던 모바일 사용자가 다른 쪽으로의 액세스 포인트 등으로 이동했을때, 이동하면서 통신의 단절이나 어떤 불편함을 느끼지 못한 채로 연결이 될 수 있을 때를 모바일 네트워크라고 얘기한다.

 

 

-동일한 서브넷에 호스트가 있을 때 모빌맅

두 베이스먼트가 같은 이더넷 스위치 게이트웨이고,

베이스1에 있다가 2로 이동하는데, 같은 서브넷 안이라면?

동일한 서브넷 아이디를 공유하기 때문에 아이피주소를 바꿀 필요가 없습니다.

이게뭔말임?

 

-다른 서브넷으로 이동했을 때

그때는 IP주소가 변경돼야합니다.

서브넷 아이디가 다르기 때문에, 다른 서브넷으로 들어가버리면 원래 가지고 있던 아이피주소로는 외부와의 통신이 불가능하게 됩니다.

그래서 노드들의 이동성을 지원하는 방식이 필요하게 되었습니다.

 

이동할때마다 바뀌는 모바일 아이피?

 

모빌리티들러붙을 wireless 네트워크 살펴보기

no mobility protocol

high mobility protocol

center

 

 

no mobility protocol은 블루투스. 한 사용자 주변 네트워크다. 

이 사람의 디바이스끼리 서로 연결되었다. 일정거리이상가면 모빌리티 제공 아예 안됨

high mobility protocol은 전화망. 전국을돌아다니면서 전화해도 안끊긴다.

중간 mobility protocol은 와이파이. 하나의 액포에 있다가 옮겨갈수있다.

접속하는 측면에서는 이동성이 있지만, 통신 중 옮겨가면 문제가 생길 수 있다. 통신중에 와이파이 끊기면 그대로 문제 생김. 전화와 다름