컴퓨터네트워크

HTTP

HTTP Method

HTTP Protocol Version

HTTP/1.0

• 연결방식 : non-persistent HTTP
• TCP 연결 한번에 최대 하나의 객체
• 각 객체당 2개의 RTT가 필요

HTTP/1.1

• 연결방식 : persistent HTTP
  • 이전 TCP 연결을 재사용 -> 왕복지연시간 감소 (Connection: Keep-Alive)
• Pipelining으로 병렬 요청과 응답 (예: HTML+CSS)
• 1개의 TCP에서 객체가 순차적으로 전송 -> Head-of-line(HoL) 현상 발생
• 여러 개의 TCP 연결을 허용 - 브라우저에서 도메인당 연결 수 제한
  • 도메인 샤딩(Domain Sharding) : 연결 제한을 피하기 위해 도메인 서버를 여러 개 두기 (HTTP/2에서는 X)

HTTP/2

• 바이너리 프레임: 우선순위, 흐름제어, 서버 푸시
• 우선순위 지정 : 콘텐츠가 로드되는 순서
• 멀티플렉싱 : TCP연결 1개로 여러 데이터 전송
• 서버 푸시 : 서버가 리소스를 예측하여 전송
• 헤더 압축, 헤더와 데이터 분리

HTTP/3

• QUIC 프로토콜, UDP 기반

기타

HTTP Cookie

• 웹사이트 방문 시 기록

Third-party Cookie

• 광고에 사용

HTTP Cache

• 최초 요청은 원래 서버에서 처리, 이후 요청은 Proxy(Cache) 서버에서 처리

CDN (Content Delivery Network)

• 컨텐츠를 전세계 여러 지역에 미리 배포

Internet protocol

• traceroute : 패킷 경로 추적
• netstat -rn, route -n : 라우터 정보 확인
• P2P
• 버클리소켓 : 버클리 대학교에서 개발한 UNIX Socker API

IP

IP Address

IPv4

• 32bit

IPv6

• 128bit (64bit : network prefix, 64bit : host network identifier)
• Network identifier + Interface identifier
• 종류 : unicast, anycast, link-local, multicast
• ::1/128 : loopback address

Internet 성능

인터넷 성능 지표

속도(대역폭, 비트전송률)

• 단위 : BPS
• 측정 도구 : iperf
• 링크의 대역폭

지연시간

• 단위 : sec
• 측정 방법 : 단방향 지연시간, RTT
• 측정도구 : ping, traceroute
• 종류
  • 전송 지연 : 1bit 전송에 걸리는 시간
  • 전파 지연
  • 큐잉 지연 : 컴퓨터 / 라우터에서 처리되기까지 기다리는 시간
  • 처리 지연 : 패킷 헤더 또는 경로 테이블 찾는 시간

손실률

• 단위 : %
• 측정 방법 : 실패한 패킷 수 / 전송한 패킷 수
• 측정 도구 : ping

성능을 향상을 위한 방법

HAR(HTTP ARchive format) 파일 분석

• 브라우저 <-> 사이트 간의 통신 내역을 JSON형태로 저장한 파일

Bookmarklet

• 현재 웹사이트 분석해주는 브라우저 add-on

브라우저 최적화

• css, js, html 우선순위 부여
• 예측해서 미리하기 (자원 가져오기, DNS, TCP 연결, Web page Rendering)

DNS (Domain Name System)

• Domain 이름 -> IP 주소로 변환
• dig 명령어를 통해 dns 정보 확인 가능
• 포트번호 : 53

Slammer Worm

• DNS 서버 공격

DNS 동작 방식

• UDP(<= 512B),TCP(> 512B)
• PORT : 53

DNS Query Type

• A : IPv4 주소
• AAAA : IPv6 주소
• CNAME : 별칭

TLD (Top Level Domain)

• 맨뒤에 붙는 도메인 (.com, .net, .org 등등)

Authoritative DNS Server

• DNS 정보와 해당 IP 주소를 가지고 있는 서버

DNS Caching

DDNS (Dynamic DNS)

• IP주소가 갱신되면 DNS 정보 갱신 (가정의 공유기)

DNS 공격

• DNS Sppofing, DNS cache poisoning, Phising

DNSSEC (DNS Security Extensions)

• 데이터 위조-변조 공격 방지 표준기술
• 공개키 암호화방식의 전자서명 도입

DoH (DNS over HTTPS)

• DNS 정보를 json형식으로 만들어 HTTPS 전송

DNS over TLS

• DNS 정보를 TLS로 암호화하여 전송
• SNI (Server Name Indication) : 도메인 정보
• TLS에서는 SNI를 암호화하지 않음
• 포트번호: 853

P2P

두 방식의 비교

• 1개의 서버 N개의 file
• $u_s$: 서버 업로드 대역폭
• $d_i$: i번째 peer의 다운로드 대역폭

Client-Server 방식

• 배포 시간 $$ d_{cs} = max(\frac{NF}{u_s},\ \frac{F}{min(d_i)}) $$

P2P 방식

• 서버에 업로드하는 시간 $$ d*{p2p} = max(\frac{F}{u_s},\ \frac{F}{min(d*{i})},\ \frac{NF}{u_s+\sum{u_i}}) $$

BitTorrent

• 파일을 256KB chunks로 분할

Distributed Hash Table (DHT)

• 분산 P2P DB
• key: hash(content), value: IP address
• 인접한 이웃에게 키를 할당
• Circular DHT
  • 각 피어는 인접 노드만 알고있음

Skype

• 사용자 간 P2P통신

FTP, SMTP

메일관련 프로토콜

• SMTP: 이메일 서버 전송 프로토콜
• POP3, IMAP, HTTP: 이메일 서버 접근 프로토콜

telnet

• 포트번호: 23

신뢰성 있는 전송계층

TCP

• segment
  • 
• 신뢰성: 오류 탐지/복구, 순서 전송, 중복 제거
• 흐름제어: 수신자의 상태에 따른 전송량 조절
• 혼잡제어: 네트워크+수신자의 혼잡상태에 따른 전송량 조절
• 연결관리

UDP

• segment
  • 
• 연결을 만들지 않는다, 빠르다, 단순한다
• checksum : 오류 검출 가능

공통

• 지연시간, 대역폭은 보장이 되지 않는다

Stop-and-Wait ARQ

• 송신자 윈도우 크기: 0 or 1
• 수신자 윈도우 크기 : 1
• 성능 $$d_{trans}=\frac{L}{R}$$ $$U_{sender}=\frac{d_{trans}}{RTT+d_{trans}}$$

Go-Back-N ARQ

• 송신자 윈도우 크기 : $2^m - 1$
• 수신자 윈도우 크기 : 1

Selective Repeat ARQ

• 송신자 윈도우 크기 : $2^{m - 1}$
• 수신자 윈도우 크기 : $2^{m - 1}$

TCP

TCP 개요

• 연결 지향적
• 신뢰성 있는 전송
• pipelining : 병렬 전송
• Full duplex data : 동일 연결에서 양방향 데이터 전송
• flow control
• byte단위 의 stream 전송

TCP Segment

Timeout 설정

• 적당한 tcp timeout 값 설정 필요
• RTT보다 길어야함
• 너무 짧으면 불필요한 재전송, 너무 길면 세그먼트 손실

RTT 측정

$$EstimatedRTT = (1-\alpha)EstimatedRTT + \alpha SampleRTT$$

• 보통 $\alpha$ : 0.125
• 오차 범위 계산 $$ DevRTT = (1-\beta)DevRTT + \beta |SampleRTT - EstimatedRTT| $$
• Timeout Interval 도출 $$ TimeoutInterval = EstimatedRTT + 4*DevRTT $$

TCP 신뢰성 있는 전송

• cumulative acks
• pipelined segments
• timeout -> 재전송
• duplicate acks -> 재전송

TCP Flow control control 동작원리

• RcvWindow : 송신자 최대 전송크기
• RcvWindow만큼 buffer 내 spare room으로 한다

TCP 연결 관리 (3-way handshake)

• 연결 종료 시나리오
  1. client->server : FIN
  2. server->client : ACK + FIN
  3. client->server : ACK

Socket Programming

소켓

• 응용 프로세스와 전송 계층 사이의 API

여러개의 클라이언트와 통신

Multiprocess

• context switch 비용 발생, IPC 통신

Multithread

• context switch 비용 발생

Select

• 여러 Socket I/O 동시 처리
• 비효율적이다

Async

• 빠르다
• 복잡한 코드, 어려운 디버깅

WebSocket

• 실시간 양방향 통신 가능

Socket.io

• Node.js 기반의 WebSocket 구현체 라이브러리

Data Link 계층

링크 계층의 역할

• 데이터 프레임의 주고 받기
• 링크제어, 다중접근, 흐름제어, 에러제어

MAC 주소

• 디바이스 고유의 식별자, 48bit

CIDR

• 사용하는 이유
  • Class(A, B, C) 단위 할당에 따른 비효율적인 주소 관리
  • BGP 라우팅 테이블 개수 최소화

예시 (172.16.150.115/22)

• 주소 개수 : $2^{32-22}-2$ = 1024 - 2 = 1022
  • 첫번째와 마지막 주소는 특수목적 IP라서 사용 불가
• 네트워크 주소 : 172.16.148.0/22
• 주소 공간 : 172.16.148.0 ~ 172.16.151.255
• 브로드캐스트 주소 : 172.16.151.255

Network 계층 - IP

Network 계층의 역할

• IP 패킷 송수신, IP 패킷 전달, IP 경로 찾기

Fragmentation

• MTU(Maximum Transfer Unit) : 링크 계층 프레임 크기 제한
  • Ethernet : 1500B
• MTU 보다 큰 IP 패킷을 파편화, 목적지에서 재조립

TTL

• 라우팅 루프 방지, 0이 되면 폐기
• traceroute : TTL을 이용한 도구

IP Options

IPv4

• IPv4 datagram format

IP Options

• Record route, MTU probe/reply, timestamp
• IHL(Header Length): IP 헤더 길이
• IP Options 필드의 최대길이는
  • 최대 IP헤더길이 60B - IHL필드 최소값 20B = 40B
• IP Record Route Option: IP 주소 기록하는 옵션

Subnets

• 서브넷 (Subnets)

  라우터를 거치지 않고 도착할 수 있는 인터페이스의 집합

DHCP

• 클라이언트의 IP 주소를 자동으로 할당, 관리하는 프로토콜

Ipv6

• Ipv6 datagram format
• IPv4와 비교
  • no checksum
  • no fragmentation / reassembly
  • no options

Ipv4 -> Ipv6 변환

• tunneling : IPv6 패킷을 IPv4 패킷에 캡슐화

MiddleBox

• 출발지와 목적지 사이에서 ip router의 기능을 제외한 기능을 수행하는 중간 상자
• NAT, Firewalls, Load balancers, Caches

Network 계층 - Routing

• Routing: 길 찾기 기능
  • Routing table : Trie 자료구조 사용
  • 방식 : Longest prefix matching
• Forwarding: 패킷 전달 기능
  • Forwarding table : 가장 긴 공통 prefix를 찾아서 패킷 전달

Switching fabrics

라우터 내부에서 패킷을 전달하는 방식

• 3가지 종류 : Memory, Bus, Crossbar
• 입력 포트에서의 문제
  • 입력 포트의 속도 > 스위치 속도 -> 큐잉 지연 발생
  • Head-of-line(HoL) blocking : 큐잉 지연으로 인해 다른 패킷들도 지연되는 현상
• 출력 포트에서의 문제
  • 스위치 속도 > 출력 포트의 속도 -> 패킷 손실 발생
  • 해결방법
    1. 이미 대기 중인 패킷을 폐기
    2. 새로 도착한 패킷을 폐기
  • scheduling policy : FIFO, Round Robin 등등

Transport 계층 - 혼잡 제어

혼잡제어 개요

• Congestion : 네트워크의 처리량 < 데이터 전송량
• 혼잡 탐지 : 재전송 타이머, 중복 ACK -> 패킷 손실
• cwnd : congestion window size
• Van Jacobson이 큰 영향을 미침
• MSS(Maximum Segment Size): 세그먼트의 최대 크기 (데이터만 포함)
• MTU(Maximum Transfer Unit): 최대 전송 크기

혼잡 제어 방법

AIMD

• Additive Increase Multiplicative Decrease
• 매 RTT마다 cwnd 1MSS 씩 증가
• 패킷 손실 감지 : cwnd 절반으로 감소

Slow Start

• 초기 cwnd: 1 or 10 MSS
• 매 RTT마다 cwnd 2배로 증가
• 패킷 손실시
  • window size = 1

혼잡 제어 정책

TCP Tahoe

• 처음에는 Slow Start, 이후에는 AIMD
• 3 duplicate ACKs 또는 timeout 발생 시
  • 임계점 = window size/2
  • window size = 1

TCP Reno

• Tahoe와 비슷하다
• timeout 발생시
  • 임계점은 그대로
  • window size = 1
• 3 duplicate Acks인 경우
  • 임계점 = window size/2
  • window size = window size/2

TCP CUBIC

• K: window size가 Wmax인 시점
• K 근처에서 느리게 증가
• K 멀리에서 빠르게 증가

TCP BBR

• BBR: Bottleneck Bandwidth and RTT

NAT 공유기

• IP 주소 변환 public IP <-> private IP

• 주소 뿐만 아니라 포트도 바뀐다

• 공유기 addr-port mapping table의 생성과 삭제

  • 내부->외부
    • 생성 : TCP/UDP 최초 패킷 송신 후
    • 삭제 : 타이머/TCP 연결 종료 메시지 수신 후
  • 외부->내부
    • 생성 : 내부에서 트래픽 생성 또는 수동
    • 삭제 : 타이머/TCP 연결 종료 메시지 수신 후 또는 수동

• 포트 포워딩 : 공유기 내부의 서버에 접근하기 위한 포트(TCP) 개방 기능

• 공유기 정보 확인하는 명령어 : netstat -rn, ifconfig, iptables -t nat -L -vn

• 공유기의 계층

  • L7(응용계층) : DNS 서버
  • L3(네트워크 계층) : IP Router + 주소 번역기 + DHCP
  • L2(데이터 링크 계층) : Bridge, 이더넷 스위치, Wifi
  • L1(물리 계층)

IP Routing

L3(Network layer)

• 역할
  • forwarding (data plane): 단순 패킷 전달
  • routing (control plane): 패킷 전달 경로 결정
• control plane의 구조
  • Per-router control plane : 라우터마다 라우팅 알고리즘을 수행
  • SDN(Software Defined Networking) : 중앙집중식 라우팅 알고리즘

Routing Protocols

• link state (centralized, global)
  • 출발지에서 목적지까지 반복하며 최단 경로를 계산
  • dijkstra 알고리즘 사용
  • 시간복잡도(n개의 node) : $O(n^2)$
  • oscillation 발생 가능 : 라우팅 테이블이 수렴하지 않는 현상
• distance vector : 인접한 라우터에게만 정보 전달
  • 각 노드에서 동기적으로 최단 경로를 계산
  • bellman-ford 알고리즘 사용
  • link cost가 바뀌면 local dv를 다시 계산, 바뀐 dv를 인접 node에 전달
  • count-to-infinity 문제 : 라우팅 루프 현상
  • poisoned reverse : count-to-infinity 해결 방법
• path vector

Inter-AS routing protocol

• 라우터 수가 많아져도 작동 가능하게 하기 위해 사용
• intra-AS routing protocols : RIP, EIGRP, OSPF

RIP (Routing Information Protocol)

• DV algorithm 사용
• 루프 탐지를 위한 방법 : poison reverse
• 이제는 잘 사용하지 않음

EIGRP (Enhanced Interior Gateway Routing Protocol)

• DV 기반
• cisco

OSPF (Open Shortest Path First)

• classic link-state
• 모든 OSPF메시지는 인증됨
• Hierarchical routing : local area, backbone 두 개의 레벨로 구성
  • boundary router : AS간 라우터
  • local router : local 내부 라우터
  • area border router : local과 backbone을 연결하는 라우터

Inter-AS routing BGP

• BGP (Border Gateway Protocol): 인터넷 상의 AS간 라우팅 프로토콜
• eBGP : 인접한 AS간 라우팅 정보 교환
• iBGP : AS 내부 라우터들에게 라우팅 정보 전달
• BGP session : BGP routers는 TCP로 연결됨
• BGP path: prefix + attributes
  • prefix: IP 주소
  • AS-PATH: AS 리스트
  • NEXT-HOP: 다음 AS로 향하는 라우터 주소
• BGP messages
  • OPEN : TCP 연결 설정
  • UPDATE : 새 경로를 공시 (또는 이전 연결 철회)
  • KEEPALIVE : UPDATES 없이 연결 유지
  • NOTIFICATION : 오류 보고
• BGP 경로 선택 방법
  1. 큰 weight
  2. 큰 local preference
  3. 짧은 AS-PATH
  4. 가까운 NEXT-HOP
  5. MED (Multi-Exit Discriminator)

Transport 계층 - 보안

TLS(Transport Layer Security)

• 표준
  • SSL 3.0 -> IETF TLS 1.0 -> TLS 1.2 -> TLS 1.3
• HTTPS = TCP + TLS + HTTP
• Network Security의 구성요소
  • Confidentiality (기밀성)
  • Authentication (인증)
  • Message Integrity (무결성)
  • Access & Availability (가용성)
• 암호화 모음 (Cipher Suite)
  • 키 교환 알고리즘: Diffie-Hellman
  • 인증: RSA (공개키)
  • 암호화: AES (대칭키)
  • 무결성: SHA256 (해시)

TLS Handshake 프로토콜의 과정

1. Client Hello : 버전, 사용가능한 암호화 종류
2. Server Hello : 암호화 종류
3. Certificate : 인증서
4. Server Hello Done
5. Client Key Exchange : Pre-Master Secret 생성 후 전송
6. Change Cipher Spec : 암호화 종류 선택
7. Change Cipher Spec Finished : 암호화 종류 선택 완료

SSL/TLS 인증서

• 서비스 정보 : 발급한 CA, 도메인 등
• CA(Certificate Authority) : 인증서 발급 기관

TLS 1.2와 TLS 1.3의 비교

IP 계층 - 보안

암호통신 - IP Sec

• IP 패킷에서 encryption, authentication, integrity
• 2가지 모드
  • transport mode: 1개의 datagram payload만 암호화
  • tunnel mode: 전체 datagram이 encrypted, authenticated
• 프로토콜
  • AH(Authentication Header): 인증, 무결성 보장
  • ESP(Encapsulating Security Payload): 인증, 무결성, 기밀성 보장
• SAs(Security Associations)
  • 데이터를 보내기 전 SA 생성
  • IP: 비연결성, IPsec: 연결성
  • SPI(Security Parameter Index): SA를 식별하는 값
• IPsec datagram (tunnel mode, ESP)
  • ESP trailer: block 암호화를 위한 padding
  • ESP header
• IKE (Internet Key Exchange)
  • 기존 방식 : 수동 키로 IPSec SA를 생성
  • endpoint가 많은 경우 수동 키 관리가 어려움 -> IPsec IKE 사용

암호 통신 - 대칭키, 공개키, 전자서명

• 암호 (cryptography) 기초 용어

  • m : 평문
  • $K_A(m)$: 암호문
  • m = $K_B(K_A(m))$ : 복호화

• Symmetric key cryptography (대칭키 암호화)

  • 암호화, 복호화에 같은 키 사용

• 단순 암호화 방법

  • substitution cipher : 문자를 다른 문자로 치환

• 좀 더 정교한 방법

  • cyclic cipher : 문자를 다른 문자로 치환하고, 순서를 바꿈

• DES(Data Encryption Standard)

  • 56bit symmetric key, input : 64bit
  • 하루에 안 채워지는 시간에 뚫림
  • 3DES : 3개의 서로 다른 키로 3번 암호화

• AES(Advanced Encryption Standard)

  • 128bit, 192bit, 256bit key
  • input: 128bit
  • AES는 DEC보다 견고하다

• Public Key Cryptography (공개키)

  • 공개키: 암호화, 개인키: 복호화
  • 대칭키보다 느리다
  • HTTPS = 공개키(키 교환) + 대칭키 (암호화)

RSA 암호화 방식

• 특징

  1. $K_B^-(K_B^+(m)) = m$
  2. 공개키 $K_B^+$가 주어졌을 때 개인키 $K_B^-$가 계산 불가능 해야한다.
  3. $K_B^-(K_B^+(m)) = m = K_B^+(K_B^-(m))$

• 방법

디지털 서명

• 서명한 사람의 인증 용도
• 공개키 활용
• 인증서
  • 전자서명만으로 송신자의 신원 확인 불가능
  • 내용: 신원정보, 공개키, 유효기관, 인증기관정보, 전자서명
  • 표준 규격 : X.509
• X.509
  • .der 혹은 .pem 확장자 파일

암호통신 - 무결성

• 전자 서명의 무결성 (A->B)
  • m에 A가 유일하게 서명을 해야한다.
  • A는 m`이 아닌 m에만 서명을 해야한다.
• 해시 함수 알고리즘 : MD5, SHA-1

암호통신 - Firewall

• 목적

  • 서비스 거부 공격 방지 (SYN flooding: 가짜 TCP 연결을 생성)
  • 내부 데이터의 불법 수정/접근 방지
  • 내부 네트워크에 대한 권한 있는 액세스만 허용

• 한계

  • IP spoofing: IP 주소를 위조하여 내부 네트워크에 접근하는 공격

Stateless packet filtering

• 패킷 단위로 패킷을 필터링
• 필터링 하는 기준 : source IP, dest IP, TCP/UDP source, port 등
• ACL(Access Control List) : 허용/차단 목록

Stateful packet filtering

• TCP 연결마다 패킷 상태를 추적
• ACL에 check connection column이 추적 여부 결정

Application gateway

• IP/TCP/UDP 패킷의 data field를 확인

Intrusion Detection System (IDS) (침입 탐지 시스템)

• deep packet inspection : 패킷의 내용을 확인
• 패킷 간 상관관계 조사 (port scanning, network mapping, Dos attack)
• multiple IDSs : 여러 IDS를 사용하여 패킷을 확인

암호통신 - email

예시 (Alice가 Bob에게 메일을 보낸다)

• Confidentiality(기밀성)
  • Alice
    • 대칭키 K 생성
    • K로 메시지 암호화, K로 메시지 암호화
    • K를 Bob의 공개키로 암호화
    • 암호화 된 K와 메시지를 전달
  • Bob
    • K를 Bob의 개인키로 복호화
    • K로 메시지 복호화
• Integrity (무결성), Authentication(인증)
  • Alice
    • 메시지 Hash에 Alice의 개인키로 디지털 서명
    • 메시지와 디지털 서명을 전달
  • Bob
    • 메시지 hash를 Alice의 공개키로 복호화
    • 디지털 서명과 메시지 hash가 일치하는지 확인

PGP (Pretty Good Privacy)

• 메일을 암호화하는 시스템
• AES256(대칭키) 사용

S/MIME (Secure/Multipurpose Internet Mail Extensions)

• 메일을 암호화하는 시스템
• 암호화 + 디지털 서명 = Confidentiality + Integrity + Authentication

Multimedia streaming

RTSP (Real-Time Streaming Protocol)

RTMP (Real-Time Messaging Protocol)

HLS (HTTP Live Streaming)

• 비디오/오디오 조각 파일 HTTP 전송
• 인코딩 : H.26
• 조각화 : 6초 정도
• HTTP : TCP
• 버퍼링 때문에 실시간 목적에는 부적합

MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)

RTMP

WebRTC

• Plug-in 없이 웹브라우저에서 음성/영상/P2P 공유 가능하게 하는 표준 API
• P2P 작동 방식
• STUN, TURN, ICE와 같은 NAT Traversal 기술 사용
• 신호 메시지 : Socket.io, 웹소켓, AJAX long polling

STUN (Session Traversal Utilities for NAT)

• STUN 서버에서 공인 IP 주소 정보와 port번호 질의 응답

TURN (Traversal Using Relays around NAT)

• 피어 간에 트래픽 릴레이 서버
• 클라이언트가 동일한 로컬 네트워크에 위치하지 않을 경우 사용

ICE (Interactive Connectivity Establishment)

• 브라우저가 Peer를 통한 연결을 가능하게 하는 프레임워크

Wireless and Mobile Networks

Elements of a wireless network

• base station : 유선 네트워크에 연결
• relay: 로컬에서 유선 네트워크와 무선 호스트 간에 패킷 전송을 담당
• wireless link : 모바일을 기지국에 연결하는데 사용
• infrastructure mode : 기지국은 핸드폰을 유선 네트워크에 연결
  • handoff : 모바일에서 AP를 바꾸면서 통신
• ad hoc mode : 기지국 없이 모바일 간에 통신

무선 통신의 특징

• 유선 대비 약한 신호
• 다른 무선 장치와의 간섭
• 다중 경로 전파
• SNR(Signal to Noise Ratio) : 신호 대 잡음비
• BER(Bit Error Rate) : 비트 오류율
• Hidden terminal problem : A-B, B-C 가능 A-C 불가능

802.11 LAN

• base station과 무선 host간의 통신

• Infrastructure 모드의 BSS(Basic Service Set)에 포함되는 것

  • Wireless hosts
  • AP (base station)
  • ad hoc mode: hosts only

CSMA : 전송 전 충돌 검사 -> 충돌 감지가 불가능

• 보내는 사람
  1. Sense channel이 DIFS에 대해 idle하면 프레임을 전송
  2. Sense channel이 busy하면 random backoff 후 ack가 오지 않으면 backoff를 증가, 2번 반복
• 받는 사람
  1. 프레임을 받으면 SIFS 후 ack 전송

CA

1. sender가 작은 RTS(Request to Send) 프레임을 BS로 전송 (CSMA 사용)
2. BS broadcasts CTS(Clear to Send) to sender (CTS가 모든 노드에게 전달)
3. sender가 데이터 프레임 전송, 다른 station은 전송 지연

advanced capabilities

• Rate adaptation : SNR(신호대 잡음비)와 BER(비트 오류율)을 측정하여 전송률을 조절

CDMA (Code Division Multiple Access)

• unique code가 각 사용자에게 부여
• encoding: 원본 데이터 X chipping 순서 (내적 연산)
• decodding : encoded 데이터 X chipping 순서 (내적 연산)

4G/5G cellular networks

• 최대 100Mbps의 전송 속도
• 기술 표준 : 3GPP(3rd Generation Partnership Project)
• Base station(eNodeB) : wifi AP와 유사
• HSS(Home Subscriber Server) : 사용자 정보 저장
• MME(Mobility Management Entity) : 사용자 위치 추적
• S-GW(Serving Gateway) : 사용자 데이터 전송
• P-GW(Packet Data Network Gateway) : 사용자 데이터 전송
• GTP : GPRS Tunneling Protocol

5G

• 10배 빠른 속도, 지연 시간 10배 감소, 100배 많은 장치 연결 (4G 대비)