무선 네트워크-개요
개요
무선 네트워크의 요소
무선 네트워크는 다음과 같은 구성 요소로 이루어진다.
무선 호스트
무선 호스트(wireless host)
는 유선 네트워크의 경우처럼 애플리케이션을 실행하는 종단 시스템 장치다.
e.g., 스마트폰, 태블릿, 랩톱, 센서 등의 IoT(Internet of Things) 장치, 가전제품, 자동차, 그 외 인터넷에 연결된 무수히 많은 장치
무선 링크
호스트는 무선 통신 링크(wireless communication link)
를 통해 기지국(base station)이나 다른 무선 호스트에 연결된다.
위 그림에서 무선 링크는 네트워크 가장자리에 있는 호스트를 코어에 있는 네트워크 인프라스트럭처로 연결해준다.
무선 링크는 때로는 네트워크 코어에서도 라우터, 스위치 등 네트워크 장치들 사이를 연결해주는 데 사용될 수 있다.
기지국
기지국(base station)
은 기지국에 결합된 무선 호스트와의 데이터(e.g., 패킷) 송수신에 대한 책임을 진다.
즉, 자신과 결합되어 있는 다수의 무선 호스트들 사이의 전송을 중재하고 조정한다.
무선 호스트가 어떤 기지국에 ‘결합(association)되어 있다’
는 것은 아래 두 가지를 의미한다.
- 호스트가 해당 기지국의 무선 통신 영역 안에 있다.
- 호스트가 자신과 네트워크 간의 데이터 중계(relay)를 위해 해당 기지국을 사용한다.
기지국의 예
- 셀룰러 네트워크에서의
셀 타워(cell tower)
- 무선 네트워크에서의
AP(access point)
인프라스트럭처 방식
기지국에 접속된 호스트는 인프라스트럭처 방식(infrastructure mode)으로 동작한다
고 한다.
이는 주소 할당이나 라우팅 등 기존의 모든 네트워크 서비스가 기지국을 통해 네트워크에 연결된 호스트에게 제공되기 때문이다.
이에 반해 애드혹 네트워크(ad hoc network)
의 경우 무선 호스트는 연결할 수 있는 이런 인프라스트럭처가 없다.
이때 호스트는 스스로 라우팅, 주소 할당, DNS 방식의 이름-주소 변환 등의 서비스를 수행해야 한다.
핸드오프 (핸드오버)
이동 호스트가 한 기지국 영역을 벗어나 다른 기지국 영역으로 이동하는 경우, 중심부에 있는 큰 네트워크로의 접속점을 변경(결합된 기지국을 변경)해야 한다.
이 과정을 핸드오프(handoff)
또는 핸드오버(handover)
라고 한다.
네트워크 인프라스트럭처
무선 호스트가 통신하고자 하는 큰 네트워크다.
무선 네트워크의 종류
무선 네트워크를 이루는 요소들은 다양한 방식으로 결합되어 여러 가지 형태의 무선 네트워크를 형성할 수 있다.
우리는 다음의 두 가지 기준에 따라 무선 네트워크를 크게 몇 종류로 분류할 수 있다.
- 무선 네트워크 내의 패킷이
하나의 홉
만을 거치는가여러 홉
을 거치는가? - 기지국과 같은 네트워크
인프라스트럭처
가 있는가, 없는가?
단일 홉, 인프라스트럭처 존재
- 좀 더 큰 유선 네트워크와 연결된 기지국을 갖고 있다.
- 모든 통신은 이 기지국과 무선 호스트 사이에 단일 무선 홉으로 이루어진다.
- e.g.,
802.11 네트워크
: 교실, 음식점, 도서관 등에서 사용4G LTE 네트워크
단일 홉, 인프라스트럭처 없음
- 유선 네트워크가 연결된 기지국이 없다.
- 단일 홉 네트워크 안의 하나의 노드가 다른 노드들의 전송을 중재, 조정할 수 있다.
- e.g.,
블루투스 네트워크
: 키보드, 스피커, 헤드셋 등 작은 무선 장비들을 연결
다중 홉, 인프라스트럭처 존재
- 좀 더 큰 네트워크와 연결된 기지국이 존재해야 한다.
- 일부 노드들은 기지국와 통신하기 위해 다른 무선 노드들의 중계를 거쳐야 한다.
- e.g.,
일부 무선 센터 네트워크(wireless sensor network)
무선 메시 네트워크(wireless mesh network)
다중 홉, 인프라스트럭처 없음
- 기지국이 없다.
- 노드들은 메시지를 목적지에 보내기 위해 여러 노드들의 중계를 거칠 수 있다.
- 노드들은 이동성이 있어 노드들 간의 연결성이 변화할 수 있다.
- 이러한 형태의 네트워크는
이동 애드혹 네트워크(mobile ad hoc network, MANET)
라고 한다.
책에서는 주로 단일 홉 네트워크와 인프라스트럭처가 있는 네트워크에 논의를 한정한다.