무선이동네트워크

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컴퓨터네트워크

해당 강의를 보고 작성된 공부글입니다. 

유선 네트워크 프로토콜에서 이해해야하는 기술은 CSMA/CD (Detection) 이다.

현대 사회에서는 무선 네트워크가 발달합니다. MAC 프로토콜은 동일하게 적용되는데, 어떻게 사용될까?

 

Wireless Network과 Mobility에는 어떤 차이가 있을까?

 - 선이 없는 네트워크 : Wireless (wi-fi)

 - 네트워크 관점에서 Network은 이동하며 꾸준히 연결되는 Mobility (스마트폰, 스마트카) ; wi-fi와는 다르다! 

 

무선 링크 : Wi-fi, Cellular Network 등. 

AP: Access Point

무선 링크의 특성

802.11 : wi-fi technology, 속도는 빠르지만 거리가 짧다.

2G~4G : 전송 반경이 길다. Cellular network에 사용된다.

우리가 볼 수 있는 네트워크 형태 중 90%는 Infrastructure가 있으면서 Single Hop 형태이다. ex) Wi-FI, Cellular Net.

 

특성 - 단점

- 안정적으로 전달되는 유선 링크와 다르게 시그널이 약해진다. 

- Hidden terminal problem 

- Signal attenuation

- Unable to detect collision

 

위와 같은 문제점이 있기 때문에 유선 네트워크에서 사용한 CSMA/CD를 사용하지 못한다.

유선 인터넷에서는 충돌을 감지했을 때, 충돌이 없을 때 까지 정보를 재전송하지만 무선 링크에서는 충돌 감지를 하지 못한다. 

 

IEEE 802.11 (Wi-Fi)

Wi-Fi(Wireless Fidelity), 무선이지만 유선 특성에 가깝게 만들자! 는 의미. 

- 버전 업데이트에 따른 Data Rate의 증진

 

무선 호스트는 베이스 스테이션(AP)을 가지고 통신을한다.

모든 AP는 본인의 정보(beacon, 이름, 시그널 세기 등)를 주기적(10회/초)으로 브로드캐스팅한다. -> wifi 목록에 뜨는 것!

 - 패시브 스캐닝으로 beacon 정보를 알 수 있다. 

 - 액티브 스캐닝 (거의 안씀)

 

충돌 감지 능력이 없으므로 ACK 기능이 필요하다.
단, TCP에서의 ACK와는 다르다. TCP는 end-to-end로 ACK feedback이 필요하지만 무선링크는 link layer ACK가 필요하다.

Wi-Fi 에서 사용하는 MAC 프로토콜 : CSMA/CA (Advoision)

CMSA/CD vs. CSMA/CD

CSMA/CA의 동작

1. Sender가 Reciever에게 DIFS(일반데이터 서비스에 서 사용하는 최소한의 시간)만큼 대기하고 채널이 유효(Idle)하면 바로 전송

2. 수신단에서 정상적으로 수신할 경우 SIFS(스페이싱을 짧게하여 신속한 전송을 위한 서비스에 사용)만큼 대기한 후 ACK 신호 전송

 

RTS-CTS 컨트롤 프레임 - 충돌 대응

Ready To Send , Clear To Send

RTS/CTS(Request to Send / Clear to Send)는 802.11 무선 네트워크 프로토콜에서 선택적으로 사용할 수 있는 통신 매커니즘이다. RTS/CTS는 은닉 노드 문제 (hidden terminal problem)로 알려진 프레임 충돌을 막기 위해 사용한다. 본래 이 프로토콜은 노출 노드 문제 (exposed terminal problem) 역시 해결 하였으나 최근의 RTS/CTS는 ACKs을 포함하고 있고 노출 노드 문제 문제를 해결하지 못한다. RTS/CTS 메커니즘을 사용하는 경우 노드에 RTS/CTS 패킷 사이즈 한계값을 설정하게 된다. RTS/CTS 패킷 사이즈 한계값(threshold)은 0-2347 octets 사이의 값을 갖는다. 일반적으로 패킷 사이즈가 RTS/CTS 패킷 한계값을 넘지 않는 경우에는 RTS/CTS 프레임을 전송하지 않는다. 즉, 전송하려고 하는 패킷 사이즈가 한계값 보다 큰 경우에만 RTS/CTS 교환이 시작된다. 그 외의 경우에는 데이터 프레임이 즉시 전송된다. RTS/CTS 패킷에는 데이터 전송에 필요한 예상 시간이 적혀있고 이 시간동안 전송에 관계되지 않은 노드는 전송을 하지 않고 기다리게된다. 

https://ko.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11_RTS/CTS

IEEE 802.11 RTS/CTS - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

RTS : 송신측이 전송을 위해 무선 링크를 예약하는 것, 송신측이 무선 링크를 듣고 있는 모든 노드에게 지금부터 송신 하지 말라고 하는 것.

CTS : 수신측이 무선 링크를 듣고 있는 모든 노드에게 지금부터 송신하지 말라고 하는 것. 

교환 절차

해당 강의에서는 무선디바이스-유선디바이스가 연결되어있는 재미있는 케이스도 살펴본다. 
addressing영역은 늘 공부하기 어려운 영역이다. 추후 심화 공부가 필요하다.