Introduction to Network layer

1. Introduction

인터넷은 LANs와 WANs의 combination이다.

 

 

2. Switching

 

2.1 Circuit Switching (회선 교환)

회선이 reserved되어 있는 방식

 

메시지가 전송되기 전에 source와 destination사이에 물리 회선이 생긴다.

 

전체 메시지가 패킷으로 나누어지지 않고 source부터 destination으로 보내진다.

 

 

2.2 Packet Switching (패킷 교환)

메시지가 source에서 패킷으로 나누어지고, destination에서 다시 합쳐진다.

 

패킷교환에는 Datagram과 Virtual circuit 접근방식이 있다.

 

 

 

3. Packet Switching at Network Layer

3.1 Packet Switching : Datagram Approach

Connectionless Service

 

인터넷에서는 정보가 다니는 단위가 packet

 

• Network 계층 프로토콜에서는 각 패킷을 독립적으로 다루기 때문에 그 전에 전달 되었던 패킷의 경로와 무관하게 전송된다.
• Router: 각 패킷은 각 헤더에 포함된 정보로 라우팅된다.

목적지 까지의 경로 판단 : 목적지 주소

에러 발생시 에러 메시지 전달에 사용 : 송신자 주소

 

 

 

Forwarding process in a router when used in connectionless network

• forwarding table의 내용이 바깥 망의 상황 변화에 따라서 update되게 되면 처음에 갔던 길과도 다른 길로 갈 수 있는 것.

 

 

Delay in Connectionless Network

• Transmission delay
• Propagation delay
• Queueing delay
• Processing delay

 

 

 

3.2 Packet Switching : Virtual Circuit Approach

Connection-Oriented Service

 

메시지 전달전에 먼저 virtual circuit 설정이 필요

 

Setup, data transfer, teardown 세가지 방식이 사용된다.

 

처음 보낼 당시 미리 virtual circuit을 만들었기 때문에 가장 best 경로로 미리 설정하여 보낸다.

 

 

Datagram과 다르게 Label을 가지고 보냄.

 

Datagram -> Routing table을 뒤짐

Virtual circuit : 연결 설정할때 사용함. (연결 설정하면 Label을 이용하여 보냄.)

 

 

Setup Phase : Request Packet

 

• A -> B 라는 정보를 가진 packet이 router를 거치면서 forwarding table마다 해당 packet에 대해서 Label 값을 임의로 붙여주게 된다.

 

Setup Phase : Acknowledgement Packet

 

 

Data Transfer Phase

 

 

4. Other Network Layer Issues

 

Flow Control

• 인터넷 네트워크 현재 버전에서는 flow control 지원하지 않음
• TCP 계층에서 end-to-end로 지원

Quality of Service

• Multimedia traffic 등의 전송에 필요
• 현재 인터넷은 단순히 best-effort 처리
• DiffServ, IntServ 방식의 추가적인 지원 필요

Routing

• Routing Protocol을 통한 라우팅 테이블 생성이 key issue
• Unicast and multicast 라우팅 프로토콜

Security

• 초기에는 고려 대상이 아님.
• IPSec 등의 보완 프로토콜 적용 필요

Congestion Control (혼잡 제어)

• 네트워크나 라우터가 처리할 수 있는 용량 이상의 트래픽 발생
• Backward signaling: 송신자 쪽으로 혼잡 통보 -> slow down
• Forward signaling : 수신자에게 통보하면 상위 계층에서 송신자 쪽으로 통보
• 인터넷에서는 TCP congestion control 수행