[컴퓨터 네트워크] 7장. Wireless and Mobile Network

해당 게시물은 김정근 교수님의 '컴퓨터 네트워크' 강의를 수강하며
학습한 내용을 개인적으로 정리한 글입니다.

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📌 목차 - 7장. Wireless and Mobile Network

7-1. Introduction
7-2. Wireless: wireless links and network characteristics, wifi, cellular networks

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📌 7-1. Introduction

* Access Network(Internet과 연결되는 곳)
- 유선LAN, 무선LAN, 이동통신망

* Elements of a wireless network
- wireless hosts
- base station: 기지국, 중계하는 역할, AP(공유기), Cell(하나의 지역단위, 한개의 기지국을 포함한다.)
- wireless link: Mutiple Access Protocol
- two modes: infrastructure mode(wifi, 이동통신망), ad hoc mode(모바일들끼리 스스로 네트워크를 구성해서 정보를 주고받는 옵션)

* Characteristics of selected wireless links
- x축: 이동성(mobility)
- y축: 전송속도

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📌 7-2. Wireless: wireless links and network characteristics, wifi, cellular networks

* 무선 네트워크 특징
1. 무선 링크 error-prone
2. 사용자 이동성
- handoff: Cell에서 다른 Cell로 이동할 때 이전 링크가 끊기고 새로운 링크와 연결되는 것
- 사용자가 handoff를 인지하지 못하도록 한다.

* Wireless link characteristics 1
- path loss: 거리가 멀어질수록 신호가 약해지는 것
- interference: 서로 다른 네트워크끼리 영향을 미치는 것, 간섭이 일어난다.
- multipath propagation: 하나의 신호가 올 때 경로에서 무수히 많은 방해들을 뚫고 오게 된다. 이를 극복하고자 한다.

* Wireless link characteristics 2
- SNR: signal-to-noise ratio: S/N = 신호전력/잡음전력 비율
- SNR vs BER(bit error ratio) tradeoffs
- 정해진 physical layer 상황에서 SNR이 커지면 BER은 작아진다.
- SNR이 고정된 상황에서는 BER을 최소화하기 위해 가장 알맞은 physical layer를 골라야 한다.

* Wireless link characteristics 3
- Hidden Terminal Problem: 서로 전송 영역을 벗어난 거리일 때 그 사이 중간에서 충돌이 일어나는 것이다.

* WiFi: 공식 무선랜 표준 - IEEE 802.11 Wireless LAN
- wifi alliance: 자체 상호 호환성 test 통과 -> Wi-Fi 딱지를 준다.

* 802.11 LAN architecture
- 무선 LAN 동작모드
1. Infrastructure Mode: 여러 모바일 device가 중앙의 AP를 통해서 통신이 이뤄진다. = star topology
2. ad-hoc Mode: AP가 존재하지 않고 node 간에 직접 데이터를 주고받는다.
- BSS (Basic Service Set): Cell
- wireless hosts
- access point (AP): base station
- ad hoc mode: hosts only

* 802.11: Channels, association
- arriving host: AP에 반드시 association(접속) 해야 한다.
- 모바일은 channel을 scan하고 beacon이 있으면 AP의 이름과 MAC 주소 정보를 선택해서 접속한다.

* 802.11: passive/active scanning
- passive scanning
- 모바일은 AP로부터 beacon을 수신하고 해당 AP가 맘에 들면 request를 보내서 AP에 접속하게 된다.
- active scanning
- 모바일이 직접 Probe Request Frame을 broadcast하고 AP들이 response를 하도록 한다.
- 모바일은 선택한 AP에 request를 보내서 AP에 접속하게 된다.

* 802.11: multiple access
- CSMA에 collision avoidance 기능을 추가한 것을 사용한다.

* 802.11 MAC protocol: CSMA/CA
- backoff에서 진 station은 이긴 station의 전송이 끝날 때까지 다시 대기한다.

* Collision Avoidance: RTS-CTS exchange
- RTS 메시지로 채널 예약을 먼저함으로써 Hidden Terminal 문제를 해결한다.
1. 데이터 전송자: RTS 제어 패킷 broadcast (데이터 송신중임을 표시하는 메시지)
2. 데이터 수신자: CTS 응답 패킷 broadcast (데이터 수신중임을 표시하는 메시지)
3. 데이터 전송
4. 수신 확인 ACK

* 802.11 frame: addressing
- frame control, duration, seq control
- address1: MAC address of wireless host or AP to receive this frame
- address2: MAC address of wireless host or AP transmitting this frame
- address3: MAC address of router interface to which AP is attached
- address4: used only in ad hoc mode
- payload
- CRC

* 802.11: mobility within same subnet
- 무선 LAN에서의 이동성은 하나의 subnet 밑에있는 여러개의 BSS 중 하나의 BSS 내에서만 커버된다.

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