[네트워크] 무선네트워크란(Wifi)

네트워크 관련 글 순서(참조 영상 기준)

애플리케이션 계층
- 네트워크 애플리케이션의 원리
- DNS
- TCP를 이용한 Socket 프로그래밍

전송계층
- 전송 계층 서비스의 원리
- rdt 원리
- 연결 지향 전송: TCP
- TCP 흐름 제어(3-way handshake, 4-way handshake)
- TCP 혼잡 제어

네트워크 계층
- 네트워크 계층 서비스
- Network Address Translation(NAT), DHCP
- 라우팅 알고리즘(Link State, Distance Vector)
- 계층적 경로 변경(AS)

링크 계층
- 다중 엑세스 프로토콜
- LANs(근거리 통신망)

무선 및 모바일 네트워크
- 무선 네트워크

웹 요청 시 일어나는일

네트워크 보안
- 대칭키 & 공개키,RSA 암호화
- Secure e-mail, SSL, MAC
- IPSec(ESP), Firewall(방화벽)

 

무선 네트워크(Wireless Network)란

신호를 전하는 케이블 없이 전파를 통해 통신 하는 네트워크

 

 

기존 유선 네트워크는 케이블을 통해,

신호가 일정한 세기를 가지고 외부의 노이즈로부터 보호를 받았다.

 

하지만 무선 네트워크는 아래와 같은 특성을 가진다.

1) 신호 세기 감소

2) 외부의 노이즈로부터 보호를 받지 못함(신호 간섭)

3) 이동성을 가질 수 있음

 

 

 

무선 네트워크는 access point가 있고, 해당 엑세스 포인트에 연결하면 된다.

엑세스 포인트는 뒤의 유선 네트워크와 연결되어 있음.

 

무선 네트워크는 wireless 와 mobility가 있는데, 여기선 wireless위주로 얘기할 예정

 

mobility는 이동성을 가진 것인데, access point^[각주:1]가 이동한다는것을 뜻함.

 

WIFI

• 대표적 무선 네트워크
• IEEE 802.11 (Wifi) 라고 부름

WIFI 프로토콜

• 각각의 호스트가 보낸 데이터가 충돌이 일어나지않게 하기위한 프로토콜

 

CSMA/CA

• 일정 시간 현재 공간에 프레임을 보내는게 있는지 확인 후 전체 프레임 보냄.(DIFS)
• 수신자는 다 받았으면 현재 공간 확인후(SIFS) ACK를 보냄.
• 도중에 충돌이 나서 ACK를 받지 않으면 재전송

ACK를 보내는 이유

유선에선 ACK가 안와도 충돌이 감지되지 않으면 다 갔다는게 확인되는데,

무선에선 프레임을 다 보내고 ACK가 안왔을 때, 해당하는게 다 간지 안간지 확인할 수 없음.

 

유선에선 충돌난게 감지될때 재전송

무선에선 ACK를 받을때까지 재전송함.(충돌 감지를 ACK로 해야함)

 

RTS-CTS

• 위의 방식에서 개선한 방식
• RTS라는 조그마한 프레임을 보냄.
• 수신자는 CTS를 전방위에 보내는데, 여기엔 어떤 사용자가 어느시간까지 쓸지 정보가 담겨 있음.
• CTS를 받은 송신자가 프레임을 보냄.

 

단점은 A,C는 서로 충돌날 일이 없지만 RTS-CTS를 사용하면 A가 사용중이라면 나머진 사용 못하게 됨.

 

 

WIFI 프레임 구조

• payload : 데이터가 담긴 부분.
• address가 4개 있는데, 3개정도 사용됨.
  • 이 프레임을 받는 디바이스의 맥주소
  • 이 프레임을 보내는 디바이스의 맥주소
  • 이 AP가 연결된 라우터의 맥주소

 

Wifi frame에서 address를 3개 쓰는 이유

• AP(Access Point)는 Link Layer 디바이스이기때문에 네트워크에서 쓰는 기능이 없다.
• 프레임을 받아서 IP패킷 해독 후 포워딩하여 프레임 다시 만드는 과정을 하지 못함.
• 만약 h1에서 AP의 맥주소만 넣어서 프레임을 보냈다면, AP에서 다시 포워딩해줘야하는데 그 과정을 못하기때문에 라우터의 맥주소까지 같이 보내게 된다.

http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?m_temp1=2320 참조

wifi frame 중 frame Control 헤더의 상세 필드

• type 필드에 의해 RTS,CTS,ACK,DATA인지 확인.
• 자세한건 http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?m_temp1=2320 참조

 

 

ARP는 같은 서브넷 안. 즉 라우터안까지

 

모빌리티(Mobility)

• 이동성을 가진 무선 네트워크
• 모빌리티에선 별도의 맥 프로토콜을 사용하여 연결함 ( 복잡하기때문에, 넘어갈것..)
• 모빌리티는 AP가 계속 변동된다는건데, 변동되어도 잘 연결되는 이유는 TCP는 한쌍으로 이루어져있고 IP주소와 포트번호는 동일하기때문에 이 정보를 바탕으로 스위치테이블만 변경하여 사용하면 됨.

 

 

무선네트워크의 속도관련 특징

 

 

SNR: 신호세기

BER: 데이터 오류

 

초록선은 초당 8mb, 빨간색 4mb, 파란 1mb 를 뜻함.

 

초당 많은 데이터를 보낼수록 오류가 발생할 가능성이 높아짐.

 

간단한 설명

데이터 8메가바이트를 보낸다고 했을때, 데이터만 보내는 것이랑 오류 자가복구나 검출기능을 같이보내는것의 차이.

데이터만 보냈을때는 1초.

데이터 4mb 오류복구 4mb를 보냈을땐, 2초. 

 

속도는 8mbps가 빠르지만, 오류는 4mbps가 더 적어짐.

 

 

---

참조

 

KOCW 네트워크 강의 - 한양대 2018 1학기 이석복 교수님

컴퓨터네트워크

 

1. 무선장치들을 유선장치에 연결할 수 있게하는 장치 ex)AP [본문으로]