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[질문]
1. Hub와 Repeater의 차이는 무엇인가요? 단지 port 수의 차이인가요? 역할과 성능의 차이가 있나요?
2. MAC은 왜 physical topology가 아닌가요?
3. Bridge와 Switch의 차이 또한 포트 수의 차이인가요?

[Ch 4. LAN & WLAN]

1. Local Area Network(LAN)
1.1. LAN Topologies
1) Bus
- 가장 기본 형태
- 전송통로를 만들고, 거기에 컴퓨터가 연결
- LAN은 한 node가 보내는 것을 모든 node가 듣고, 수신자이면 받고 아니면 무시. Wifi도 같은 형태
- 단, 길이에 대한 제약이 있기 때문에 Repeater라는 device를 통해 제약을 해결하고 확장할 수 있다.
- Repeater는 받은 신호를 증폭시켜 전송한다.
- Hub vs Repeater
- Hub와 Hub끼리 cable을 이용하여 연결이 가능

2) Star
- Central Hub를 두어 devices에 가지치기 하는 형태.
3) Ring
4) Mesh
5) Tree

1.2. MAC (Medium Access Control)

- physical하게 연결하는 topolgy가 아님.
- Bus 방식은 두 개이상의 device에서 동시에 데이터를 보내면 충돌이 발생.
- 이를 해결하기 위한 방법 MAC
2.1. 방식
1) round-robin
2) reservation
3) contention
- 충돌 감지 후 멈추고 회피 방법을 고려
- MAC 방식으로 만든 것이 Ethernet, CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
Carrier Sense: 누가 데이터를 보내고 있는지를 체크.
Collision Detection: 충돌이 감지되면 멈추고 "jam signal" 충돌됐다는 신호를 다른 node에 보냄
- 이후 신호의 우선순위를 두기 위한 "binary exponential back off algorithm"
: 충돌이 발생할 때 마다 selection window를 2^n개 씩 늘린다. n=10 이상이면 오류를 출력

1.3. Bridge
- 두 개의 LAN을 연결하는 device
- 데이터뿐 아니라 주소까지 받는다.
- 충돌을 더 잘 피한다.
- Bridge와 유사한게 Switches
- Swithches는 Hub와 유사하나, 모든 device에 데이터를 보내는 것이 아니라 주소를 받아 원하는 device에만 정보를 보낸다.

2. Wireless LAN
2.1. Characteristics
- 두 개의 transmission technologies : Infrared transmission, Radio transmission
- 두 개의 network modes : Infrastructure network mode, Ad-hoc network mode
- Infrared vs Radio transmission
: Radio은 누구나 쓸 수 있는 대역폭을 사용하기에 제약이 있다. 벽을 통과한다. 반면 Infrared는 벽을 통과하지 못해 security하다.

2.1.1. Infrastructure vs Ad-hoc
- infrastrcuture network
: BSS(Basic Service Set)라 불린 AP와 단말기가 하나의 단위.  BSS끼리는 유선으로 연결하고, 이를 ESS(Extended Service Set)이라 불린다. 유선을 통해 외부로 송출도 가능
- Ad-hoc network
: 기지국이 없이 IBSS(Independent Basic Service Set) 만들어 통신한다.

- 특징
1) Synchromization
- 기지국의 정보 - timestamp을 보내어 단말들과 싱크를 맞춘다.
- 기지국은 AP를 주기적으로 Beacon 신호를 보낸다
- SSID (service set IDentifier) 알려준다
2) Channel Sacnning (기지국찾기)
- Passive sacnning : beacon 신호를 채널을 바꿔가면서 기다리는 방식
3) Active sacnning
- 전체 채널의 수에 비해 실제 사용 채널이 다를때 사용하는 방식
- 주변에 모든 ap를 검색  실제 있는 기지국을 찾는다. 현재는 거의 이 방식을 사용
4) Authentiation Association
- 기지국 발견하면 연결 시도
- 암호를 요구 시 암호 입력
- association 절차로 넘어감
- 절차 후 서비스 제공

2.2. IEEE 802.11 Standard
2.2.1. Protocol functions
- Physical layer. signal 만들어 보냄
radio -> FHSS, DSSS. infrared
- MAC layer
: 충돌 여부 확인 및 해당 문제 해결.
DCF using CSMA/CA (의무). 우선순위 정할 때, Waiting time control - IFS -> SIFS(짧음,우선순위 높음), DIFS(길고 우선순위 낮음) 여기서 CA는 충돌 확률을 매우 낮추는 것. CSMA/CA 과정 중 IFS 및 Back off 모두 쓰임

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4장

LAN Topologies
- Bus, Star, Ring, Mesh, Tree, Point-to-Point

- Bus/Tree
Repeater은 bus와 bus를 연결시킴
Segment를 연결할때 많이 쓰임

-Hub vs Repeater
Hub는 여러개의 포트 있음/ Repeater는 2개
둘의 하는 역할은 비슷함
Hub를 사용하면 여러개를 확장할 수 있다.

-MAC
가장 효율적인 방식은 contention방법
MAC protocol로 만든 것=> Ethernet
유선 LAN의 대표적인 기술=> CSMA/CD, Ethernet
함께쓰는 매체에 누가 사용중인지 아닌지는 체크하는 것 => CSMA

- Bridge는 충돌을 덜 일어나게 하는 주소까지 보는 똑똑한 device, 포트가 2개

- 거의 똑같이 동작하는 device : Switch/포트가 여러개 있음

-Radio transmission: 누구나 쓸수잇는 주파수 대역을 씀, 2.4GHz and 5GHz
전송세기의 제한을 받음
가까운 지역에서만 사용할 수 있음 이 주파수대는 벽을 통과함

- Infrastructure network 기지국 있음, 많이 보던 구조

- Ad-hoc network 기지국 없음 ,기지국이 없기 때문에 데이터를 직접보낼 수 없음, IBSS를 만들어서 통신

- 와이파이 동작 단계
Synchronization /
Channel scanning
Authentication and Association
Data transfer

- 기지국은 유선으로 연결
IEEE 802.11 Standard / MAC과 physical layer의 표준을 정함

-Power Management
데이터를 보내거나 받지 않을 때에 배터리를 거의 쓰지 않는 상태로 전환해서 배터리 소모를 방지하기 위해 저전력모드로 전환

- Power Saving Mode
데이터를 보내거나 받지 않을 때에도 거의 꺼놓는 상태인 Sleeping 모드로 바꾸는 것

- Rate Adaption
송신기에서 가까이 있을 수록 신호가 쎄고, 멀리 있을 수록 신호가 약하고 낮은 속도로 통신

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4장
LAN/WLAN

BUS : 기기를 통해 전달
Repeater :  받는 즉시 증폭을 해서 연결 노드에 뿌리는 역할임.
segment연결시 많이 쓰는 device이며, 두개의 segment만 연결

문제: 하나가 부를 때, 다른 하나가 부르면 오류 발생, 즉 동시에 부를 수 없음.

Star:  중앙 노드(hub)에 각 station을 직접 연결하면 두개의 link를 가짐.
-BUS하고 달리 workstation/server에게 연결
-Hub: 연결된 모두에게 뿌리며 넷 중 destination(수신자)가 어딘지르 ㄹ보고 수신자가 맞으면 데이터를 받고 아니면 무시
- 10개의 컴퓨터가 마치 1개의 컴퓨터처럼 작동

Mac: 여러곳에서 부를 때 발생하는 충돌 즉, 오류를 해결한 방식
contention(random access): 그냥 보내고 충돌이 발생했을 때 이를 감지해서 멈추고  그것을 어떻게 회피할지 결정
-> Ethernet: 그런 mac protocol로 만들어진 것

CSMA/CD, Ethernet
CS: 누가 보내면 다른 누가 사용하는 지 아닌지 판별 / 함께쓰는 매체에 누가 쓰는지 아닌지를 판별

전달 방식:
채널에 데이터가 전송될때 같은 전송방식이면 그대로 흘려보내고 다른 전송방식이면 collision을 간주하고 전송을 멈춤. 이때, 노드 이동시 충돌에 대한 내용을 다른 연결체에게 보냄(jam signal)

Binary Exponential Back off Algorithm: 충돌 발생시 누구를 먼저보낼 지 결정
A,B노드의 우선 순위를 {0,1}에서 배당하고
이에 충돌이 이러날 경우( A,B모두 0을 선택 or A,B 모두 1을 선택) 하면 다시 {0,1,2,3,4}중 우선순위를 선택 즉 충돌 횟수= n일경우, 2^n만큼의 수에서 random 선택해 우선순위를 배정해 충돌 발생 문제 해결.

Bridge: Reapter + detection of location
주소를 파악해, station1이 station10으로 정보를 전달한다면 이후 Bridge에게 전달됐을 때, 아래쪽에 없음을 아므로 밑에 신호를 보내지 않고 stop

Switch ~= Hub
모두에게 뿌리는 Hub와 달리 주소를 보고 주소에 맞는 곳에만 보냄.
즉, 그 사이에 WS(C)->D로 보내는 등 동시에 할 수 있어서 훨씬더 효율이 증가함. 단, 주소를 판별하는 소프트웨어가 필요하므로 비용이 많이 발생함.

무선랜(Radio transmission + Infrastucture network mode)
Radio transmission:
보통 사용되며, 그러므로 특성 사람이 센 주파수를 보이면 다른 사람이 영향을 받음 따라서, 가까운 지역만 사용가능하도록 제약을 둠.
2.4GHz와 5GHz

Infrastructure Networks:
별도의 섬처럼 단독으로 기지국과 단말기가 소통(BSS)하고 각 BSS_{i}를 연결하는 것이 DS임. DS를 통해 외불로 나가기도 하고 다른 DS로 이동가능

Synchronization
어떤 기지국을 가면 동기화하기 위해 clock에 대한 정보를 쭉쭉 주면서 단말기들이 자신과 싱크를 맞추게함
얼마마다 한번씩 beacon을 줘야하는 지 주기를 알려주고 BSSID를 배정.

Channel Scanning:
Passive scanning: Beacon신호가 올 때까지 기다림. 신호가 올때까지 한칸한칸 기다리므로 낭비가 많음

Active scanning: 기지국이 있는지 먼저 신호가 오기전에 주변 모든 AP를 검색후 자신이 가장 좋은 것을 선택.

DFWMAC-DCF using CSMA/CA(mandatory)
우선순위를 두어 우선순위가 높은건 time delay를 적게 우선순위가 낮은 건 길게 기다리게 하는 식으로 충돌 발생시 문제 해결.

DFWMAC-DCF using CSMA/CA(mandatory)
collision detection이 무선에선 안됨. 그래서 collision이 적게 일어나게 하게끔하자는게 와아파이 MAC표준.

Power Saving Mode
배터리 절감을 위해 사용하지 않을경우 마치 꺼둔 것처럼 데이터 읽고 쓰기 활동을 멈춰 효율 증대

sleeping모드에 들어갈 경우 자고있을 때 데이터가 오면 이를 버퍼로 저장.
이후 켜진 상태가 되면 켜졌음을 알리고 버퍼에 있던 패킷들을 가져옴(Tail time만큼 기다리면서.) 만일 Tail time안에 패킷이 또 들어올 경우 Tail time이 연장됨. 이후 끝까지 오지 않으면 sleeping mode임을 알려주고 sleepingmode로 다시 전환.

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4-1장

<LAN & WLAN>

1. LAN을 구성하는 요소

- Bus/Tree: Bus와 Bus는 repeater를 사용하여 연결하게 되면 Bus가 확장되는 효과가 있음

*repeater: 받은 신호를 강하게 증폭하여 노드에 확장

- Star: Hub를 사용하여 디바이스를 가지치기형태로 땋아서 사용

*Hub: repeater와 비슷한 역할, 그러나 repeater에 비해 포트가 많음

- Ring

- Mesh

- Point-to-Point

2. MAC (Medium Access Control)

공유되는 장치들의 충돌을 제어하는 장치

- CSMA/CD : MAC프로토콜, 충돌 허용 방식

- Bridge: 충돌을 덜 일어나게 하며 주소파악까지 가능한 장치, 가능한 중복된 신호 전송을 방지

- Switch: 주소를 보고 서버에게만 데이터를 전송

<Wireless LAN>

1. WIFI

두 개의 technologies

- Inftared transmission: 일상에서 잘 사용하지 않음

- Radio transmission: 누구나 사용할 수 있는 주파수를 사용(2.4GHz and 5GHz)

두 개의 mode

- Infrastructure network: 기지국이 존재하는 방식

- Ad-hoc network: 기지국이 존재하지 않고 인프라가 없는 경우에 사용

Active sacnning
전체 채널의 수에 비해 실제 사용 채널이 다를때 사용하는 방식
주변에 모든 ap를 검색  실제 있는 기지국을 찾는다 >> 현재는 거의 이 방식을 사용

2. Basic Operation Procedure

a) Synchronization
-> AP가 주기적으로 beacon 보내서 자신의 정보를 새로운 것에 알려줌
b) Channel scanning
b.1) Passive scanning
신호 받을 때까지 기다림 -> 낭비多
b.2) Active scanning
직접 channel scan, 가장 좋은 것 선택
c) Authentication and Association
-> 인증 및 연결절차

4-2장
<power management>

데이터를 송수신하지 않을 때 거의 꺼놓은 것 처럼 배터리를 절약하는 상태로 전환

=>Power saving mode

Two power saving modes:

-Static PSM: 거의 쓰이지 않음

-Adaptive PSM: 비콘을 받은 뒤

awake - fully powered(Tx, Rx, Idle)

sleep - 10~15%의 전력 사용 →power saving의 취지

<Rate Adaptation (dynamic rate shifting)>

단말의 거리에 따라 통신속도가 달라져 발생하는 에러를 해결하기 위해 먼 거리는 낮은 전송를속도 사용

-IEEE 802.11b

Max data rate: 11Mbps

-IEEE 802. 11g

Max data rate: 54Mbps

Backward compativle with 11Mbps (802.11b)

-IEEE 802.11a

Max data rate: 52Mbps

-IEEE 802.11n

Max data rate: 600Mbps

듀얼밴드(2.4GHZ or 5GHz band)

-IEEE 802.11ac

Max data rate: 6.9Gbps

-IEEE 802.11ax

촘촘하게 와이파이 기지국이 많은 상황에서 최대 속도로 송신을 가능하게 만들어주는 표준

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chp4. -------------------
# LAN Toplogies >> Local Area Network

1.Bus / Tree(Bus 의 모임)
한 노드에서 데이터를 보내면 모든 노드가 그 데이터르 받는다.
길이에 제한이 있으며
리피터 vs 허브 >>  신호를 증폭하는 역할로 비슷한 역할을 한다.
이를 이용하여 다른 bus 와 연결 시 tree 구조가 된다.

2.star
허브에 모든 노드들이 연결된 형태 허브에서 받으면 모든 노드들에 보내고 맞으면 받고 아니면 무시한다.
bus와 star는 무척 유사하다.
3,Ring
4.MEsh
5.Point to Point

문제점
모든 노드들에 보내는 방식은 데이터의 충돌이 일어날 수 있다
>> MAC 활용 - contention 방식 충돌을 어떻게 회피할 것이냐
>> 충돌을 감지하면 회피

# CSMA/CD , Ethernet (유선)
CSMA : MAC protocol : 누가 전송하면 기다리가다 비사용시 데이터를 보낸다
충돌이 발생하면 데이터 전송 중단 다른 노드들에게 알림

Binary Exponential Back off : 누가 먼저 보내게 할 것인가?
0과 1사이의 랜덤 넘버를 고르고 0을 고르면 먼저 보냄
똑같이 0이 나오면 2차 충돌 그러면 경우수가 2의 n승이 된다.
0,1 >> 0,1,2,3 또 충돌 발생시
0,1,2,3 >> 0,1,2,3,4,5,6,7 2의 n 으로 증가
16번 충돌시 전송 실패

Bridge
두 개의 lan을 연결하는 디바이스
충돌을 덜 일어나게 하는 디바이스로 주소까지 보고 적절한 노드로 전달

Switch
Bridge 와 비슷 주소를 보고 적절한 노드로 전달
포트가 여러개

# WIFI (무선)
무선 넓은 지역을 커버하지 못한다.

Radio transmissions
누구나 사용할 수 있는 주파수를 사용
전송 세기에 제한을 준다.

- 네트워크 모드
1.Infrastructure network
기지국에 의해 무선으로 통신을 할 수 있다.

2. Ad- hoc network
기지국이 없다.
인트라넷과 유사 인프라 없이도 사용 가능
전쟁 중에 사용

- Basic Operation Procedure (Infrastructure networke 동작 순서)
1.Synchromization
1-1.기지국의 정보 - timestamp을 보내어 단말들과 싱크를 맞춘다.
1-2.기지국은 AP를 주기적으로 Beacon 신호를 보낸다
1-3.SSID (service set IDentifier) 알려준다

2.Channel Sacnning (기지국찾기)
Passive sacnning
Beacon 신호를 채널을 바꿔가면서 기다리는 방식

Active sacnning
전체 채널의 수에 비해 실제 사용 채널이 다를때 사용하는 방식
주변에 모든 ap를 검색  실제 있는 기지국을 찾는다 >> 현재는 거의 이 방식을 사용

- Authentiation Association
1.기지국 발견하면 연결 시도
2.암호를 요구시 암호 입력
3.association 절차로 넘어감
4.절차 후 서비스 제공

- IEEE 802.11 Standard
wifi 표준 모델

- 802.11 - Protocol functions
Phusical layer >> 신호를 보내는 역할 , 최대 속도가 2Mb/s
MAC layer     >>  데이터 충돌시 역할

기다리는 방식 --------------------
SIFS (Short IFS)  : 우선순위 가 높을 수록 기다리는 시간 반비례
DIFS (DCF IFS)   : 누가 보내나 안보내나 확인하는 시간

cha.4-2 ---------------------------
- Power Management
스마트 폰은 움직이는 컴퓨터 >> 베터리가 너무 많이 먹음 >> 이를 해결하기 위해서

-power saving modes
1. Static PSM : 거의 사용x
2. Adaptive PSM : 베터리는 데이터를 받을때 많이쓴다.

Awake :  데이터를 보내거나 받지 않을 때 ilde한 상태
Sleep  :  모드에서는 디바이스로 보내지 않고 버퍼에 저장

- Rate Adaption  : 거리 and 전송 속도 비례 >> 가까울수록 빠르다

- IEEE 802.11 standard
IEEE 802.11b: 2.4GHz ,  11 Mbps
IEEE 802.11g: 2.4GHz ,  54 Mbps
IEEE 802.11a: 5GHz   ,  54 Mbps
IEEE 802.11n: 2.4GHz , 5GHz , 600 Mbps
IEEE 802.11ac: 5GHz 사용, 6.9Gbps
IEEE 802.11ax : 촘촘하게 와이파이 기지국 많을 때 최대속도로 통신 가능하게 함

MIMO, Modulation 발전으로 인헤 속도가 향상되었다

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(1) Bus
- 가장 기본적인 형태
- 리피터를 활용하여 버스끼리 연결 가능
즉, 리피터는 증폭기 역할 수행
- 버스가 여러개 연결시 tree가 됨

(2) Star
- Hub를 사용하여 연결

(3) Hub vs Repeater
- 리피터의 경우 2개의 포트
- 허브의 경우 많은 포트 사용 가능
- 허브의 경우 멀티 포트 리피터로 알려짐

(4) MAC(Medium Access Control)
- 데이터를 동시에 보내면 데이터 충돌 발생
- 데이터 동시 송신 불가
- round-robin : 한번씩 순서를 돌림
- reservation : 데이터 송신 예약
- contention : 가장 효율적인 방식, 충돌 회피 방법을 찾음

(5) CSMA/CD, Ethernet
- 차이점 : CSMA/CD의 경우 MAC protocol,
Ethernet의 경우 LAN technnology
- 데이터를 사용하지 않는 경우 전송
- 동시에 보내게 되면 jam signal 발생 ->중단

(6) Bridge

= 주소를 파악해서 전체에 뿌리는 것 X
- LAN 과정에서만 뿌림
- 주소 파악 가능
- 2개의 LAN 연결결

(7) Switch
-  주소를 보고 다른 노드로 데이터 전송 가능
- 허브와 비슷하게 생김

(8) WLAN
- 넓은 지역을 커버하지 못함
- room, building, campus에 사용
- 2가지 네트워크 모드
ex) Infrastructure network mode, Ad -hoc network mode

(9) Infrared transmission(적외선 통신)
- 벽 통과 X
- 전송의 세기에 제한, 한 사람이 강하게 전송시 방해

(10) Radio transmission
- 누구나 사용이 가능함
(2.4 GHz and 5 GHz)
- 넓은 지역에서 사용 가능

(11) Ad-hoc network
- infrastructure(AP) 불필요
- 극한 환경에서 사용

(12) Basic Operation Procedure
Synchronization
- AP가 주기적으로 beacon signal을 전송
Channel Scanning
- passive scanning
beacon signal 전송 - 대기, 채널 개수에 상관 x
- Active scanning
beacon signal 전송
응답X 다음 채널의 신호를 송신 -> AP를 검색
통신에 가장 적합한 AP 찾음

(13) Authentication & Association
- 가장 좋은 기지국 발견시 연결
- 암호 존재시 인증을 해야함

4.2 장

(1) Power Management
- 무선 LAN의 배터리 문제를 해결하기 위해 프로토콜을 만듦
- 종류 : Power saving, Static PSM, Adaptive PSM

(2)power saving 모드
Basic Operation
- switch off whenever needed and wake up periodically
- Awake : full power로 전송
- Sleep : 일정 시간 후에 깨워라 하는 상태. sleep 모드 전원을 절약 가능

(3) Static PSM
- IEEE 802.11 Static PSM
- Pros : 에너지 절약
- Cons : Adding Delay

(4) IEEE802.11 standards(Evolution)

- IEEE802.11b(2.4GHz)

- 최대 전송 속도 : 11Mbps

- 4단계의 전송 속도 사용(1,2,5.5,11Mbits/s)

- IEEE802.11g(2.4GHz)

- 최대 전송 속도 : 54Mbps

- Backward compatible : 802.11b와 802.11g는

- IEEE802.11a(5GHz)

5G의 표준

- IEEE802.11n(2.4GHz & 5GHz)

- 최대 전송 속도 : 600Mbps

MIMO, Modulation으로 빠른 전송속도 가능케 함

- IEEE802.11ax

기지국 多 -> 최대속도로 통신하게 하는 표

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4장 LAN & WLAN

1. LAN
i) Topologies
Bus: 전송통로
Ring: 옛날 방식
Tree: Bus + Star
etc 참고

- Bus/ Tree
a) Repeater -> 받는 즉시 증폭해서 신호 세게 하여 data 뿌림
b) 단, 동시에 데이터 받으면 충돌 -> MAC으로 해결

- Hub vs Repeater
port 多    port 2개
역할은 비슷

- MAC
-> 충돌 발견 및 충돌 해결
a) round-robin  순서 한 번씩
b) reservation 예약
c) contention
-> 그냥 보내고 충돌 발생시 충돌 회피
(가장 효율적)

- CSMA/CD, Ethernet
유선 LAN의 대표기술
CS: 누가 보내고 있으면 기다림, 전송 끝 ->data 전송
CD: collision detection시 보낸 것 중단 후 다른 node에게 알림(jam signal)

- Binary Expotiential Back off Algorithm
n개의 random number sellect으로 충돌 방지
-> 충돌시 n을 늘림
-> 더이상 n을 안늘리는 시점 발생
-> 전송실패 메시지 및 전송중지

- Bridge
-> 주소 파악하여, data를 보낼지 말지 판단,
(단, 개개인 마다 연결된 것이 아님)
-> 충돌 가능성 줄임
외관은 Tree와 비슷

- Switch
-> 주소파악, 각각에게 보냄
-> 효율 높음, 비용 높음
외관은 hub와 유사

2. WLAN
제한된 장소에서 쓰임
ex) Wifi
i) Transmission technologies
a) Infrared transmission
잘 안쓰임, 벽통과x
b) Radio transmission
주로 사용, 벽통과,
누구나 사용가능한 주파수(2.4GHz and 5GHz)

ii) Network modes
a) Infrastructure network mode
주로 사용, AP와 직접연결
b) Ad-hoc network
AP사용x, 서로가 서로에게 도움, 구축어려움
ex)전쟁, 재난시 사용

- Basic Operation Procedure
a) Synchronization
-> AP가 주기적으로 beacon 보내서 자신의 정보를 새로운 것에 알려줌
b) Channel scanning
ㄱ) Passive scanning
신호 받을 때까지 기다림 -> 낭비多
ㄴ) Active scanning
직접 channel scan, 가장 좋은 것 선택
c) Authentication and Association
-> 인증 및 연결절차
ex) wifi에 암호풀고 연결

-> b),c) channel scan 후, 답변 받고 더 좋은 답변에 association
d) Data transfer
-> c)과정을 거친 후 data 전송

- IEEE 802.11 Standard
a) Protocol functions
ㄱ) Physical layer
signal 만들어 보냄
radio -> FHSS, DSSS
infrared
ㄴ) MAC layer
충돌 여부 확인 및 해당 문제 해결
DCF using CSMA/CA (의무)
-> 우선순위 정할 때, Waiting time control - IFS
--> SIFS(짧음,우선순위 높음), DIFS(길고 우선순위 낮음)
여기서 CA는 충돌 확률을 매우 낮추는 것
CSMA/CA 과정 중
IFS 및 Back off 모두 쓰임

- Power Management
배터리의 짧은 유지시간 해결 위함
-> Power saving mode
data의 송수신 없을 때, "거의" 꺼놓은 것 처럼 배터리 거의 쓰지 않음
a) Static PSM
b) Adaptive PSM
sleep mode 시, 기지국은 buffer만 저장, 그 후 TIM is set 되면, data 받음 -> tail time까지 기다림 -> 다시 sleep mode 알림(for buffer) -> sleep mode

- Rate adaptation
거리에 따라 속도 다르게

- IEEE
IEEE 802.11b, (g, a), n, ac, ad/af, ax까지 현재 발달

# data[].attributes.body
AIoT 4-1장

LAN의 연결 모양에 따른 구성 정의

Repeater로 구성한 버스, 허브와 리피터를 이용한 전송 특장점

MAC을 이용하여 충돌 해결, 주소를 가지고 전송하는 Bridge와 Switch

Wireless LANs의 Infrared와 Radio 전송방식, Infrastructure와 Ad-hoc Networks의 특징과 구조, Sychronization, 채널 검색 방식

와이파이 표준, 기존 표준, 우선순위 선정 방식, CSMA/CA과정

AIoT 4-2장

Power Management를 통한 배터리 절약, Sleep모드를 이용한 Adaptive PSM

기지국과의 거리에 대한 Rate Adaptation

802.11표준의 진화과정, MIMO와 모듈레이션을 이용한 속도 개선

# data[].attributes.body
4장
유선랜 구성 종류= bus, star, ring ,mesh ,tree
가장 많이 쓰느거 =bus(리피터를 통해 버스 연결= 버스 끼리 연결 확장) / star (hub 사용)
mac= lan 간에 서로 충돌 방지, 가장 효율적= contention (충돌 발생시 감지후 정지 어떻게 회피할것인가 ex)ethernet) =CSMA
csma의 동작=데이터전송중인지 확인후 안쓸때 데이터 전송함
ethernet=동시에 데이터 충돌시 보내고 있는노드 중단후 알림 그후 binary exponention back off 알고리즘으로 해결
binary exponention back off 알고리즘= 랜덤하게 똑같은 확률로 순서 정하는데 겹칠시 2n승만큼 윈도후 증가하여 순서 해결
bridge= 충돌이 적게 일어나는 주석을 함유한 디바이스
switch= 동시 수신 가능 ,
operation procedure= synchronization/channel scanning/association/data transfer
power management= 데이터 주고 받지 않을때 배터리 절감 방지하기위한 방법 슬리핑 모드

# data[].attributes.body
4장, LAN & WLAN
LAN

Network Topologies

1. Bus: 전송 통로에 컴퓨터가 연결되어 있으며, 가장 흔한 형태

2. Star: Central Hub에 컴퓨터가 연결되어 있다.

3. Ring: 컴퓨터끼리 원형으로 연결된 형태. 과거에 흔히 사용했다.

4. Mesh: 그물처럼 컴퓨터가 연결되어 있다.

5. Tree: Bus와 Star를 합친 형태

6. Point-to-Point(Line): 컴퓨터가 일렬로 연결되어 있음

Bus / Tree

전송 통로로 통신하며, 모든 컴퓨터가 수신하고 수신자가 아닐 경우 버린다. (ex. Wifi)

길이가 제한되어 있고, Repeater(Hub)로 버스와 버스를 연결하여 Bus를 확장할 수 있다.

Repeater는 Bus 2개만을 연결할 수 있고, Hub는 보통 8~24개의 포트를 가진다. (a.k.a. multi-port repeater)

Bus와 Bus를 연결하면 곧, Tree의 형태이다.

Star

중앙에 Hub를 배치하여 기기(ex. PC, printer)를 연결한다.

MAC(Medium Access Control) Protocol

동시에 여러 기기가 통신을 시도하면 충돌이 발생하므로 이를 제어하는 방법

round-robin: 각각의 기기는 일정 시간만큼의 기회를 갖는다.

reservation: 통신을 원하는 기기가 예약을 한다.

contention(random access): 하나의 기기만 통신을 시도할 때에는 제약이 없고, 두개 이상의 기기가 시도하면 충돌을 회피한다. (ex. Ethernet)

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)

채널이 사용 중일 경우, idle 까지 listen한다. 채널이 idle일 경우 통신한다. (CSMA)

통신하였을 때, 충돌을 감지할 경우 Jam Signal을 전송하고 랜덤 시간동안 wait한다. 이를 binary exponential back off algorithm라고 한다. 그후, 다시 통신을 시도한다.(CD)

최대 15번까지 시도하고, 그 이후에도 실패 시 전송을 중지한다.

Bridge

Link layer 기기로, 송신자의 frame header를 검사하여 다른 물리적 네트워크의 주소로 전송한다. Repeater와 유사

Switch

Hub와 비슷하게 생겼지만, Hub는 같은 네트워크 내의 모든 기기에 전송하는 반면, Switch는 원하는 수신자에게만 전송한다.

Wireless LAN(Wifi)

Two transmission technologies

Infrared transmission: 벽을 통과할 수 없음. 따라서 안전이 보장됨.

Radio transmission: 누구나 사용 가능한 2.4 GHz ~ 5 GHz 사이의 주파수. 전송 세기에 제한을 받으므로 가까운 곳에서만 사용할 수 있음. 벽 통과 가능

Two network modes

Infrastructure network mode: 기지국을 통해 통신이 발생함.

Ad-hoc network mode: 기지국을 통하지 않으며 각 노드들이 직접 통신이 가능함.

Basic Operation Procedure of Infrastructrue mode

1. Synchronization: 기지국의 범위 내에 있으면 Access Point(AP)는 주기적으로 Beacon Frame을 보낸다. 그 내용으로는 Timestamp, Beacon interval(주기), SSID, channel number 등이 있다.

2. Channel scanning: 단말의 주변에 기지국을 찾는 과정

1. Passive scanning: 단말이 AP의 Beacon Frame을 전달받을 때까지 기다린다.

2. Active scanning: 단말이 AP에 통신을 요청한다. 주로 사용하는 방식

3. Authentication and Association: AP가 암호를 요청하고(Authentication) 단말이 AP에 연결한다. (Association)

4. Data transfer: 데이터를 전송한다.

Physical layer

신호를 암호/복호화하여 전송/수신함

Mac layer

데이터를 송수신할 때 충돌을 감지하고 제어함.

Access Mechanism: 충돌이 발생하면 다시 전송할 때까지 IFS(Inter-Frame Space)만큼 기다린다. SIFS는 우선순위가 높고, DIFS는 우선순위가 낮다.

CSMA/CA(Collision Avoidance)

무선에서는 CD가 불가능하므로, 가급적 충돌을 줄이기 위해 회피함.

Q. CSMA/CA는 기지국끼리 경쟁하는 것인지, 단말끼리 경쟁하는 것인지? (기지국이 송신할 때는 기지국끼리 경쟁하고, 단말이 송신할 때는 단말끼리 경쟁하는 것인지 궁금합니다.)

Power Management

Power Saving Mode(PSM): Awake(active mode)일 때는 fully powered, Sleep일 때는 전력을 많이 사용하지 않음. (Sleep mode). Static PSM과 Adaptive PSM이 있다.

Adaptive PSM: AP가 일정 주기마다 Beacon Frame을 송신하면, 단말기기는 수신할 때만 Awake 상태. 만약 Sleep인 사이에 데이터가 오면 다음 Awake 상태에서 데이터를 전달받는다. 데이터를 다 전달받고 Sleep 상태로 가면서, AP에 통보한다.

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Chap 4

LAN & WLAN

LAN Topologies

Bus, star, tree, Ring 등

그 중 Bus, star, tree 가 가장 많이 쓰인다.

한 노드가 보내면 내부 다른 모든 노드들이 함께 듣는다.

Bus/Tree
- Repeater 사용하여 연결을 확장
- 동시에 데이터를 보내면 충돌이 일어난다.(이 충동을 막기위해 MAC이용)

Star
- Hub 사용
- 외형적으로는 star지만, bus와 유사

Hub vs Repeater
- 두개의 역할은 유사
- 포터가 2개면 Repeater, 3개 이상이면 Hub

MAC
: 한 노드가 데이터를 보낼 때 다른 노드도 데이터를 전송하게되면 충돌이 일어난다. 이것을 방지하기 위해 사용됨
- round-robin :
- reservation : 미리 예약
- contention : 일단 보내고 충돌이 일어나면 어떻게 충돌을 피할건지?, 가장 효율적임.

CSMA/CD,Ethernet
- CSMA/CD : MAC Protocol
- Ethernet : Lan technology
① 데이터를 누군가가 보내고 있으면 보내지 않고 기다리다가 보내지 않을 때 보내기.
② 충돌이 일어나면 다른 노드들에  jam signal을 보내고 전송 중단

Bridges vs Switches
-Bridges, Switches 둘다 주소를 본다.
-스위치 : 포트가 여러개, 허브는 모든 노드에 데이터전송하지만 스위치는 해당 주소에만
-브릿지 : 포트가 두개

WLAN

두개의 기술
- Infrared transmission
- radio transmission - 누구나 사용 가능한 주파수 배역을 사용,  그래서 쎈 신호를 보내면 다른 사람에게 방해가 되기 때문에 전송세기에 제한을 받는다. 그래서 가까운 거리에서만 사용 가능

두개의 모드
- infrastructure network
- Ad-hoc network

infrastructure network 단계
- Synchronization
- Channel Scanning : 기지국이 있는 곳에 단말이 오면 채널스캐닝을 한다.
- Authentication and Association
- Data transfer

IEEE 802.11 Standard(와이파이 기준)
-802.11 Protocol
① physical layer : 신호를 보내는 역할
② MAC layer : 데이터를 보낼 때 발생하는 충돌에 관여

SIFS, DIFS (기다리는 시간으로 생각)
- DIFS 보다 기다리는 시간이 상대적으로 짧은  SIFS가 우선순위가 높다.

Power Management
- two power saving modes
: 데이터를 보내거나 받지않을 때 배터리 소모를 방지하기위해 저전력모드로 전환. Static PSM, Adaptive PSM 두가지 있지만 Static는 거의 사용하지 않는다.
: Awake 모드는 풀파워(Tx, Rx, Idle)
: Sleep 모드는 일정한 시간 후에 깨어나는 것.
① Adaptive PSM

Rate Adaptation
: 거리가 멀어짐에 따라서 신호세기가 약해진다. 단말기와 가까이 있는 것과는 신호가 세서 빠른 속도로 통신.

IEEE 802.11b
: 2.4GHz

IEEE 802.11g
: 2.4GHz

IEEE 802.11a
: 5GHz

IEEE 802.11n
: Provides max data rate of 600Mbps, 2.4GHz or 5GHz, MIMO와 modulation기법으로 속도 증가

IEEE 802.11ac
: Max data rate : 6.9 Gbps,  5GHz, MIMO와 modulation기법으로 속도 증가

IEEE 802.11ax
: 촘촘하게 와이파이 기지국이 많은 상황에서 최대속도로 통신할 수 있게 해준다.

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4장 LAN & WLAN

Local Area Network(유선랜)

- LAN 구성방식

1) Bus / Tree 방식

> Bus 안에 있는 모든 노드가 다 듣게 되는 방식, 길이에 제한이 있음

> 버스와 버스 연결; Repeater -> 여러 버스가 하나로 연결된 것처럼 버스가 확장되는 방식 -> Tree 모양
> 동시에 신호를 보낼 수 없음, 충돌(통신 실패)

2) Star 방식

* Hub와 Repeater : 하는 일은 비슷하지만 Hub는 포트가 여러개, Repeater는 포트가 두 개

> Hub에 모든 노드가 연결, 목적지 설정

3) Ring 방식

4) Mesh 방식

5) Point-to-Point 방식

MAC (Medium Acess Control) : 동시에 신호를 보내면 충돌이 일어나는 문제점을 해결한 방식

- 종류 : round-robin(순서대로), reservation(미리 예약), contention(보내고 충돌이 일어나면 어떻게 회피할지)

- ex. CSMA/CD(Ethernet); 유선랜의 대표적 기술

: 데이터를 보내고 있으면 기다리고, 채널을 사용하고 있지 않으면 전송

> 충돌이 일어나면 보내는 것을 중단하고, jam signal을 보내 알림

> ‘binary exponential back off algorithm’이라는 순서를 정해주는 알고리즘 사용: 랜덤하게 순서 정하는데 16번 충돌이 일어나면 전송실패

Bridge

- 두 개의 LAN을 연결

- 주소를 파악해서 데이터를 전송 -> 충돌이 덜 일어남

Bridge와 Switch

- 주소를 통해 데이터 전송, 여러 동시 전송이 가능(높은 효율)

Wireless LANs(무선랜)

- 국한된 지역(빌딩, 캠퍼스)

- 전송 기술

1) Infrared transmission

> 벽 통과 못함

2) Radio transmission

> 주로 많이 사용

> 누구나 쓸 수 있는 주파수, 벽을 통과 -> 전송과 세기에 제한을 받음

- 네트워크 모드

1) Infrastructure network

> 기지국이 연결

> AP 안에 있는 BSS에서 기지국과 단말이 통신, 데이터는 유선을 통해서 외부로 나가거나 다른 BSS로 나갈 수 있음

2) Ad-hoc network

> 기지국이 없음 -> 직접 보낼 수 없어 전송범위 안에 있는 각 노드에 전달하여 전송 -> 중간에 노드가 빠지면 전송 불가 -> 전쟁 등 긴급상황에 사용

> 자율적으로 ISBS를 만들어서 통신

Infrastructure network mode로 WiFi가 동작하는 단계

1) Synchronization

- 동기화시키기 위해 클라우드의 정보(Timestamp)를 주어 싱크를 맞춤

- Beacon 시그널 주기를 알려줌

- SSID, Channel number를 알려줌

2) Channel Scanning

- 기지국이 있는 곳에 단말이 오게 되면 채널 스캐닝을 함

- 방식

> Passive scanning : channel을 바꿔가며 Beacon 신호가 올 때까지 기다리는 것, 기다림, 기다리는 시간은 정해져 있음

> Active scanning : 채널을 점유하는 기지국이 있는지 확인하여 짧은 시간 내를 기다림(검색)
3) Authentication & Association

- 가장 좋은 기지국을 발견하면 연결 시도, 암호를 입력하여 접근

4) Data Transfer

WiFi 표준 IEEE 802.11

- 이 표준에 따라 제조업체들이 LAN카드 제작

- DLL(data link layer)/PHY(physical layer)

Physical layer

- 역할 : signal로 만들어 데이터 전송

- 최대속도 2Mb/s

- radio 2가지 방식, infrared 1가지

MAC layer : 충돌이 일어났는지, 충돌이 일어나면 어떻게 할지에 대해 정의하는 역할

- 기다리는 방식

1) SIFS (Short IFS)

2) DIFS (DCF IFS)

CSMA/CA(collision avoidance)

- 무선랜에서는 CD(detection)이 안됨 ->CA

Power management

- 유선랜에서는 배터리로 동작하지 않음

- power saving modes : 데이터를 보내거나 받지 않을 때 거의 꺼놓은 것처럼 배터리를 거의 쓰지 않는 방식

1) Static PSM – 거의 사용 안함

2) Adaptive PSM

> Awake와 Sleep모드의 차이점 : Awake는 fully powered로 데이터를 보내거나 받지 않을 때 ilde한 상태로 남아있음

> Sleep 모드에서는 디바이스로 보내지 않고 버퍼에 저장 -> 배터리 절약

Rate Adaptation : 멀리 있으면 낮은 속도로 전송하고 가까이 있으면 빠른 속도로 전송

WiFi 표준 IEEE 802.11

- 11b : 2.4GHz bands

- 11g : 54Mbps

- 11a : 54Mbps, 5GHz bands

- 11n : 600Mbps, 2.4/5GHz bands(듀얼)

- 11ac : 5GHz bands, 6.9Gbps, Multi-user MIMO

- 11ad/af

- 11ax : 최근, 와이파이가 촘촘하게 많을 때 최대속도로 통신을 가능하게 해주는 표준, 속도가 빨라짐(MU-MIMO, 모듈레이션의 발전 때문에)

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4장 LAN&WLAN

LAN(Local Area Network)의 topologies

1.Bus:전송 통로를 통해 연결

2.Star:central hub를 두고 가지치기

3.Ring:옛날 방식

4.Mesh

5.Tree:bus+star

6.point-to-point

-LAN은 한 노드가 보낸 신호를 모두 다 같이 듣게 되는 방식으로 구성

-LAN의 길이는 한정되어있기 때문에 버스와 버스를 연결하는 Repeater(받는 즉시 증폭해서 신호 세게)->마치의 하나의 선처럼 사용되어 버스가 확장되는 효과

-Hub는 포트가 여러 개, Repeater는 segment와 segment를 연결하는 포트 딱 2개

->bus나 star나 비슷하다.(데이터 모두 공유)->데이터 전송 시 충돌 가능성 높음

->해결방법이 MAC(Medium Access Control)

MAC의 종류

1.round-robin:순서를 줌

2.reservation:예약

3.contention(random access)

-그냥 보낸 다음 충돌 발생 시 멈추고 어떻게 회피할건지

ex)Ethernet

CSMA/CD,Ethernet

작동 원리

1.보내기 전에 누가 보내고 있는지 확인.

2.누가 보내고 있음 기다리다가 끝나면 전송(CS)

3.데이터를 전송

4.충돌

5.collision detection이 되면 노드들은 보내는 걸 중단하고 jam signal보낸다.

6.충돌입은 애들끼리 순서정하기(Binary Exponential Back off Algorithm)

Binary Exponential Back Algorithm

-충돌 발생한 애들끼리 랜덤 넘버 정해서 순서 정하기(같은 번호를 구하면 또 충돌)

-충돌일어나면 2의 n승만큼 윈도우가 증가

-15번 충돌하면 전송 실패.

Bridge와 repeater의 차이점

->bridge는 주소까지 보게 됨(주소를 파악해서 위치에 따라 데이터전송을 제어한다.)

->repeater는 상관없이 다 전송함.

->bridge는 충돌이 적음

bridges VS Switches

hub와 달리 switch도 주소를 본다.->동시 전송가능해 효율이 높음 값이 비쌈

bridge는 LAN과 LAN switch와 switch연결

switch(포트 여러 개)

WIFI(Wireless LANS)

-넓은 지역 커버 못하고 일부 지역

-두 개의 모드, 두 개의 전송기술이 존재함.

Two network modes

-Infrastructure network mode(위에꺼 사용)

기지국들이 유선으로 연결되어 있어 기지국과 통신 가능

-Ad-hoc network mode

기지국없이 자기들끼리 알아서 보냄

재난상황이나 전쟁 중 사용가능

Two transmission technologies

-Infrared transmission(적외선)

벽 통과못함.

-Radio transmission(우리가 사용)

:ISM band라는 2.4GHz와 5GHz라는 누구나 쓸 수 있는 기가 사용

모두가 사용하므로 전송의 세기에 제한을 받음.

가까운 지역에 사용.벽을 통과한다.

infrastructure network의 구조

-BSS(기지국(AP)와 단말기)를 기본 단위로 유선으로 연결한 ESS

-ESS는 인접한 한 기관에서 만든 것

에드 혹 네트워크 구조

-기지국 없음

-IBSS로 통신

infrastructure모드로 와이파이가 동작하는 단계

1.synchronization

->동기화시키기 위해 정보를 알려줌

->정보:타임스탬프라는 clock정보,beacon신호 주기,SSID(본인 ID),채널 번호 기타 등등

2.Channel Scanning(기지국에 단말기가 오면)

passive scanning:채널 신호를 바꾸면서 beacon신호가 올 때까지 기다림,->낭비 심함

Active scannning:채널이 여러 개 있으면 주변의 기지국에 모두 검색. ->효율적이고 빠름

3.Authentication&Association(가장 좋은 기지국 발견하면)

-association하려고 함.

-암호가 있으면 authentication(인증)

-연결(association):단말 서비스 완료

IEEE 802.11 Standard(와이파이 표준)

802.11은 datalinglayer(MAC layer)와 physical layer로 이루어짐

physical layer

-신호 보내기

MAC layer

-충돌을 제어

IEEE 802.11 Standard-MAC(충돌 확인하고 제어)

*waiting Time Control-IFS기다리는 시간 우선순위

1.IFS(Inter-Frame Space)

2.SIFS(Short IFS)

3.PIFS(PCF IFS)

4.DIFS(DCF IFS)

->즉,우선순위가 높은 것은 sifs 낮은 건 difs

DFWMAC-DCF using CSMA/CA(mandatory)-MAC표준

-CD(collision detection)->무선에서 안됨/이 아니라 CA(collision avoidance)

->충돌은 안 나지만 랜덤 넘버고르기,

4-2장.

Power Management(배터리 문제 해결)

power saving mode란

:데이터를 보내거나 받지 않을 때 거의 꺼놓은 모드

종류

1.static PSM(power saving mode)

-잘안씀

2.Adaptive PSM

-beacon을 받고 데이터가 없으면 sleeping mode,자는 동안 온 데이터를 단말기가 buffer에 저장 그리고 beacon보낼 때 알려줌. p46쪽

와이파이는 가까이 있음 신호속도 올라가고 멀리 있음 속도 저하->Rate Adaptation(dynamic rate shifting)

IEEE 802.1b->b/g/a->n->ac->ad/af->ax

# data[].attributes.body
LAN & WLAN

Point to Point(P2P)
Bus, Tree
Repeater, hub
MAC(Medium Access Control)
Bridge

MAC vs LAN

LAN은 고유 IP를 받아서 충돌을 사전에 방지함

MAC은 contention 방식으로 Random 주소. > 충돌 발생 시 우선순위를 계산하게함.

MAC : contention 방식 사용 (Random 주소) > 충돌 발생 시 문제해결

Bridge : repeater와 달리 주소를 고려함

Switch : 전체 network를 합치지 않고 하나씩 필요에의해 연결시킴

WIFI

Radio transmission, ISM (industrial, scientific and medical) 2.4Ghz, 5Ghz

Ad hoc : 중앙 기지국 없이 모든 Device가 서로간 통신을 사용

Synchronization 을 위한 Header 전송

mendatory

CSMA/CA

Back-off number : 랜덤한 시간을 추가해서 우선순위를 지정하게함.

Power Management

Battery 관리와 연관됨

Power saving mode(PSM) : 기지국에서 오는 Beacon을 받을 때만 일어나서 데이터 전송.

질문)
> CSMA/CA 방식이 왜 유용한 것인지 잘 모르겠습니다.

여러개의 패킷이 충돌 후 걸렸을때 backoff를 설정하지 않고 그냥 임의의 순서를 부여하여 순차적으로 실행할 수 없나요?

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4장
LAN & WLAN

LAN(Local Area Network)

LAN Topologies :
1. Bus, Star, Tree, Ring, Mesh, Point-to-Point
가장 많이 사용되는 Topologies.
(1) Bus :
- 선을 따다가 연결한 방식
- Bus는 한 노드가 듣는 것을 전체가 듣게 된다.
- 수신자라면 받아들이고, 아니라면 무시.
- 길이에 제한이 있다.
- 동시에 데이터를 보내면 충돌이 발생(통신 실패)

(2) Star :
- Hub에서 가지치기(여러 개의 Bus를 연결)한 형태.
- Bus와 비슷하다.

(3) Tree :
- Repeater, Hub를 통해 Bus를 여러 개 연결.

Repeater & Hub :
- Repeater : Bus와 Bus를 연결시켜주는 기계,
포트가 2개.
Repeater를 통해 Bus가 확장되는 효과.
신호를 받는 즉시 증폭을 하여 다른 Segment에 뿌려주는 역할.
- Hub : Repeater와 하는 일은 거의 같다.
포트가 많다는 차이점이 존재.

Bridge & Switch :
- Bridge : 각 Station의 주소를 파악하여 불필요한 Station에는 전송을 하지 않아 충돌을 방지.
- Switch : Bridge 와 거의 동일.
주소 파악으로 나머지에는 신호를 보내지 않아 동시 전송이 가능하게 되어 효율이 높다.

*MAC(Medium Access Control)
- 신호 충돌을 해결하기 위한 방법.
- round-robin : 한 번씩 순서를 주고 진행
- reservation : 예약을 통해 진행
- *contention(random access) : 가장 효율적인 방법
신호를 그냥 보냄 >  충돌 발생 시 충돌 감지 후 중단 > 충돌 회피 방법 탐색

*CSMA/CD, Ethernet : 유선 LAN의 대표적인 기술들
CSMA(Carrier Sense Multiple Access) :
<operation>
1. 데이터를 누가 보내는지 보내지 않는지 먼저 살펴봄.
2. 누가 보낸다면 보내지 않고 기다림.
3. 전송이 끝나서 아무도 보내지 않으면 데이터 전송.

CD(Collision Detection):
<operation>
1.데이터가 충돌되면 보내고 있는 노드들은 보내는 것을 중단.
2. 충돌 발생을 다른 노드들에게 알림(jam signal)

*Binary exponential back off algorithm
- 충돌이 일어난 노드들 중 어떤 것을 먼저 보내는지에 대한 순서를 정하는 알고리즘.
- 충돌 n번 발생시 : 노드들은 0과 2^n -1 중 랜덤하게 숫자를 고름. (ex. 충돌 1번째 0과 1중 랜덤하게 숫자를 선택 후 다른 숫자를 선택하면 충돌 0에게 우선 순위를 줌, 같은 숫자면 충돌 발생 다음 단계)
- Random Number는 충돌 10회 , 1023까지 증가함.
- 15번 충돌 시 전송 실패 메세지를 전송.

Characteristics of Wireless LANs

Two transmission technologies
1. Infrared transmission :
- 잘 사용하지 않음, 벽을 통과하지 않음

2. Radio transmission :
- 보통 우리가 사용하는 기술, 벽을 통과함
- 2.4GHz, 5GHz로 누구나 사용할 수 있는 주파수대.
- 누구나 사용할 수 있으므로 한사람이 전송을 강하게 보내면 다른 사람 사용불가 > 속도에 제약을 받음.

Two network modes
1. Infrastructure network mode :
- 대부분의 경우 사용, 유선으로 연결된 기지국을 통한 네트워크
- AP(Access Point) : 기지국, 주기적으로 beacon이란 신호를 보내어 새로운 기기들에 자기 정보를 알림.
*여러 방법으로 통신을 할 수 있어야 함.
- Basic Service Set(BSS) : AP와 그 범위 안에 있는 단말기.
- ESS(Extended Service Set) : 한 기관에서 만든 인접한 BSS들.

2. Ad-hoc network mode :
- 통신하기 어려운 고난도 기술의 네트워크, 기지국이 없음(재난 상황, 전쟁 등에서 사용)
- ex. 떨어져 있는 a와 b기기에서 신호를 보내려면 중간 기기들에게 도움을 받아야 한다. 이때 중간 기기가 움직이면 전송지 변경이 필요하기 때문에 어려운 기술이다.

Synchronization
- Timestamp :  동기화를 위해 AP의 clock에 대한 정보를 제공, 단말들이 자기와 sink를 맞추게 함.
- SSID(service set identifier) : 네트워크의 이름.(예. 와이파이 이름)
- 와이파이도 TV와 같이 채널을 달리하여 겹치는 문제를 해결.

Channle Scanning
- 주변 기지국을 찾는 것.
- Passive scanning : Beacon신호가 올 때까지 기다림. 최대 기다리는 시간은 정해져 있다.  시간 낭비가 심함.
- *Active scanning : 먼저 채널에 기지국이 있는지 물어보고 짧은 시간 내에 답변이 없으면 넘어가면서 기지국을 빨리 찾아냄.

Authentication : 인증을 뜻함. 찾아낸 기지국에 연결을 위한 시도를 하고 암호가 있다면 암호를 입력.
Association : 연결 이후 , 단말을 기지국이 DB에 넣고 서비스를 제공.
steps to association
1. channel scanning
2. AP 의 답변
3. 나은 AP 선택 후 인증
4. AP에서 허락
5. 데이터 전송이 이루어짐.

IEEE 802.11 Standard(WiFi 표준)
802.11 protocol functions
1. Physical layer : 신호를 보내는 역할
- FHSS, DSSS 2가지 방식과 Infrared 방식 있음
2. MAC layer : 데이터 충돌 확인 및 발생 시 대응 등에 대해 중요한 역할을 함.

Wating Time Control - IFS
IFS : 충돌이 있을 때 문제 해결을 위해, 두 Data Flame 사이에 기다리는 시간의 차이를 두는 것.
1. SIFS(Short IFS) : 시간이 짧을 수록 우선 순위를 높음.
2. DIFS(DCF IFS)

CSMA/CA :
- CD는 무선에서 사용 불가능. 그러므로 충돌이 일어나는 확률을 낮추게 하는 표준.
*순서
- 특정 station에서 충돌이 없고 대기가 없다면 데이터를 보냄.(보내는 시점에 CSMA진행)
-데이터를 보내는 동안 새로운 데이터 전송이 있다면 기다림.
- AP로부터 ACK를 받으면 대기 중이었던 station에서 0~31, 32개의 숫자로 R.N 고름.
- 제일 작은 숫자를 선택한 station에서 그 수만큼 기다린 후 데이터를 보내면 , 나머지는 기다리며 남은 숫자는 다음으로 넘겨줌.
- 충돌 발생하면 숫자를 증가시켜서 CD와 같이 숫자를 증가시킴

Power Management
Two power saving modes :
1. Static PSM : 사용 하지 않음
2. Adaptive PSM :

two power states
1. Awake : fully powered(Tx, Rx, Idle)
데이터를 받을 때(Rx)가 보낼 때(Tx) 보다 전력 소모가 큼.
2. Sleep : 끄기 직전의 모드( 일정 시간 후 깨어남), 전력 소모가 아주 작음.

Rate Adaptation : 거리가 가까우면 신호가 세므로 통신 속도 빠름. 반대의 경우 낮은 속도로 통신

IEEE 802.11b : 2.4GHz, 11Mbps, 4단계로 전송이 이루어짐
IEEE 802.11g : 54Mbps, b사용자도 g와 통신 가능 > 동일한 주파수
IEEE 802.11a : g와 같음, 주파수만 다름
IEEE 802.11n : 600mbps, 주파수 둘 다 지원.
IEEE 802.11ac : 6.9Gbps
IEEE 802.11ax : 가장 최근으로 WiFi기지국이 촘촘하게 많은 상황에서 최대 속도로 통신이 가게 해주는 표준.

MIMO, 모듈레이션 기법의 발전이 속도 증가를 이루어냄.

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4장 LAN & WLAN

1. LAN

LAN Topologies
1) Bus/Tree
- 가장 기본. 하나의 노드에 연결되어 있어, 연결된 모든 노드가 함께 수신.
- Repeater : bus와 bus 연결하여 확장시켜줌, 데이터를 받는 즉시 전송.
- 동시에 데이터 전송 불가, 충돌 일어남
2) Star : Hub에 연결되어 있어 확장이 가능. (Hub : repeater와 하는 일 비슷하지만 연결 포트가 많음)
3) Ring, Mesh, Point-to-Point

MAC : 데이터 동시 전송 시 일어나는 충돌 해결방법
1) round-robin : 순서를 주어서 돌림
2) reservation : 미리 예약한 후 돌림
3) contention : 일단 보낸 후 충돌이 일어나면 멈춘다. 가장 효율적인 방식

CSMA/CD, Ethernet(유선 랜의 대표기술)

1) 과정

- 누가 보내고 있는지 살펴본 후, 기다리다 데이터 전송(CS)
- CD(collision detection)되면 보내는 것을 중단
- jam signal 충돌을 다른 노드들에 알림
- Binary exponential back off algorithm(순서를 정함)
2) Binary exponential back off algorithm
- 첫번째 충돌 후, 충돌 일으킨 노드들이 {0,1} 사이의 랜덤넘버를 고름(0이 우선순위)
- 같은 넘버 고르면 두번째 충돌 후, {0,1,2,3} 에서 고름
- 같은 넘버 고르면 세번째 충돌 후, 2³사이에서 고름
···
- 10번째 충돌 이후는 모두 2¹⁰사이에서 고름
- 16번째 충돌 이후 전송실패 메세지 보낸 후 전송중지

Bridge
- 주소 파악 가능
- 2개의 LAN 연결
- 1에서 전송 10에서 수신 일 때, 10이 어디에 있는지를 알고 있어 반대쪽으로 데이터를 전송하지 않음.

Switch
- Bridge와 하는 일 비슷
- 주소를 보고 수신자 한테만 보냄
- 동시 전송 가능

2. Wi-Fi

Wi-Fi 특징
1) Local 하게 사용
2) 2가지 전송기술
- Infrared transmission : 벽 통과 불가
- Radio transmission : 벽 통과 가능, 누구나 사용가능하여 전송세기 제한 있음
3) 2가지 네트워크 모드
- Infrastructure network mode : 유선으로 연결된 기지국을 통해 사용
- Ad-hoc network mode : 기지국 없이 알아서 네트워크 만들어 통신, 직접 보낼 수 없는 경우 거쳐서 통신, 재난 상황시 사용

Infrastructure network
- AP : 유선으로 연결된 기지국들
- BSS : 기본단위. 하나의 AP에 의해 통제되는 단말기들의 집합
- ESS : 한 기관에서 BSS들을 유선연결하여 인접하게 만든 집합

Infrastructure mode의 단계
1) Synchronization : 기지국이 있는 곳에 가면 AP는 주기적으
로 아래의 정보가 포함된 Beacon 신호를 보냄
- Timestamp : 클럭의 정보를 주며 단말들이 동기화 될 수 있게끔
- 얼마에 한번(주기) Beacon을 보낼 것인가
- 와이파이 이름
- 어떤 채널을 사용하는가?
2) Channel Scanning
- Passive Scanning : Beacon 신호가 올 때까지 채널을 바꿔
가며 기다림
- Active Scanning : 거의 사용. 어떤 기지국이 있는지 먼저 찾
음. 채널이 맞는지 물어본 후 모든 AP 검
색 후, 가장 좋은 것 선택
3) Authentication & Association
- 기지국 산정 후 연결시도 시 암호 입력으로 인증
- 연결
4) Data Transfer

802.11 Protocol function
1) Physical layer : 신호를 보냄.
2) MAC layer : 데이터 보낼 때 충돌 확인

IEEE 802.11 Standard - MAC
1) DCF using CSMA/CA : collision avoidance 충돌 거의 없게
- station 1 : CSMA -> DIFS만큼 기다림 -> 데이터 보냄
( station 2,3,4 : 1이 보내고 있으므로 기다림 )
- 기지국이 잘 받았다는 응답 메세지 보냄 -> SIFS 기다림
- DIFS 지난 후, station 2,3,4 충돌이 일어나지 않았더라도 backoff time으로 랜덤넘버(9,4,6)를 골라 순서를 정함.
- station 3 데이터 전송 -> station 2 : 5남, station 4 : 2남 + station 5 랜덤넘버(5) 고름
- station 4 전송 시작 -> station 2와 station 5가 둘다 보내면서 충돌 -> 데이터 전송실패 -> backoff 다시 잡음

Power Management
1) Power saving : 데이터를 보내거나 받지 않을 때, 꺼놓은 것 처럼 배터리를 거의 쓰지 않는 것
2) 2가지 모드 : static PSM, Adaptive PSM

Adaptive PSM
1) Awake : Beacon 신호를 AP와 단말이 주고받음
2) Sleep : 이때 packet이 도착한다면 일단 깨어날 때까지 기지국이 저장.
3) Awake : Beacon 신호 주기에 의해
- 기지국이 보낼 packet있음을 알림
- Data 받음 -> Tail-time(미리 정해놓음, 혹시 모를 추가 데이터를 위함)
- 기지국에 데이터가 오면 Tail-time 연장하며 단말이 데이터를 받음
4) Sleep : 기지국에 sleep모드임을 알림

Rate Adaptation(dynamic rate shifting)
: 가까이 있으면 신호가 세서 빠른 속도로 통신

IEEE 802.11 b/g/a
: 2.4GHz, 11 Mbps  /  2.4GHz, 54Mbps  /  5GHz
IEEE 802.11 n
: 2.4GHz + 5GHz, 600Mbps
IEEE 802.11 ac
: 5GHz, 6.9Gbps
IEEE 802.11 ax
: 최고 속도로 통신

# data[].attributes.body
4장
LAN Topologies

한 노드가 들으면 다르노드가 듣게 되도록 LAN이 구성된다.

bus

버스와 버스 연결은 Repeater로 연결한다. -> 한 선에 버스가 확장된다.

* Repeater : 하나의 선을 만들어준 것처럼 각을 만들어준다. 받는 즉시 증폭을 해서 전달해준다.

* hub : 포터가 여러개 있으며, Repeater과 하는 비슷하다.

2. Star

- hub를 이용하여 수신지를 어디에 있는지 보고 뿌린다.

3. Tree

- bus가 여러개 연결한 것이다.

MAC

contention : 일단 그냥 보내고 충돌이 일어나면 충돌을 감지해 멈추고 충돌을 어떻게 회피할 것인지

CSMA/CD

- 데이터를 보내기전에 누가 보내고 있는지 안보내는지 살펴보고 보내고 있으면 기다렸다가 아무도 사용하고 있지 않으면 데이터를 전송하게 된다. 누가 사용하고 있는지 체크

데이터를 동시에 보내게 되면 보내고 있는 노드들을 중단하고 jam signal 이 발생되었다고 다른 노드들한테 알린다.

* binary exponetioal back off alporithm : 충돌일으키는 노드들이 누가 먼저 보내게 할건지에 대해 순서를 정해주는 알고리즘

Bridge

repeater가 아니라 bridge라면 주소를 파악해서 전체에 뿌리는 것이 아니라 그 LAN 과정에서만 뿌린다.

Switches

주소를 파악하여 동시에 전송을 할 수 있어 효율이 높다.

wifi의 특징

좁은 지역을 커버한다..

* radio transmission : ISM주파수(벽을 통과한다)를 사용, 전송 및 세기에 제한 가까운지역에서만 사용가능

* infrastructure network vs ad-hoc network : 기지국이 있고 없고 기지국은 유선으로 연결 후자가 기지국이 없어 한단계 거처 데이터를 전송, 전쟁시 위급할 때 사용

* infrastructure 의 구조 : bss는 기본적인 단위로서 ap와 그범위에 있는 단말기를 포함 bss끼리는 유선으로 연결되어있는데 인접한 한 기관에서 만드는 것을 ESS

Synchromization

timestamp : 동기화시키기 위해서 clocks에 대한 정보를 주면서 단말들이 자기와 싱크를 맞추게 한다.

SSID : network 이름

Channel Scanning

기지국에 있는곳에 단말이 오게 되면 channel scanning을 한다.

passive scanning : Becon 신호가 채널을 바꿔가며 올때까지 기다린다. 모든 채널을 일정시간동안 다기다린다. 낭비가 심하다.

active scanning : 내가먼저 기지국있는지 물어본다. 짧은시간동안 기다린다. 어떤 기지국이 있는지 찾는 과정

authentication & association

active scanning으로 가장 좋은 기지국을 선정하면 asstociation을 시도한다. 암호를 요청한다면 (authentication)

* IEEE 802.11 Standard

- accespoint(기지국) : 한쪽으로 인터넷으로 통신하고 한쪽으론 와이파이통신인 802.11로 통신한다. mobile terminal에서 802.11로 받아서 인터넷방식으로 전송하게 된다.

802.11-Protocol Layers

Physical layer : 신호를 보낸다.

Mac layer : 데이터를 보낼 때 충돌에 관련된 일을 한다.

* IFS

기달리는 시간에 대해 우선순위를 정한다.

SIFS(짧은시간) DIFS(많이 기달린다.) 우선순위는 전자 가 높다.

* CSMA/CA

Power Management

awake : fully powered(보내거나 받지도 않으면 Idle 상태) idle listening 도 꽤 많은 배터리 사용

sleep : 끄기 직전의 모드 일정시간 후에 깨어나는 형태

power saving mode

adaptive psm : B콘의 간격을 알고 있을 때 , b콘을 받고 받을 데이터가 없으면 sleeping 모드로 들어간다. 데이터를 받을 수도 보낼 수도 없다. 이 기간에 데이터가 보내졌을 때 기지국이 buffer을 해놓다가 b콘을보낼 때 tim을 set해 놓고 sleeping mode로 되지 않고 데이터를 보낸다. tail-time만큼 기다리다가 더 이상 데이터가 없으면 sleeping time이 된다.

cf. 기지국이 주긱적으로 보내는 것 : b콘

Rate Adatation

와이파이가 보내는 방식

무선네트워크에서는 멀리에 있을 때 신호가 작아 낮은속도로 보내진다.

cf. g가 기지국일 때 IEE 802.11b 사용자와 802.11g 사용자가 같은 주파수가 같기 때문에 통신할 수 있다.

# data[].attributes.body
4장
LAN & WLAN
Local Area Network

LAN Topologies (유선 LAN)
- Bus, Star, Ring, Mesh, Tree, Point-to-Point

Bus / Tree

- 한 노드가 보내면 Bus로 연결된 모든 노드가 다 듣게 됨. 자신이 수신자면 받고 아니면 받지 않음
- 동시에 데이터를 보내면 충돌(통신 실패)
- Repeater를 사용해서 segment 연결

Hub vs. Repeater
- 하는 일이 거의 비슷

Hub

- multiple ports
- 여러 개를 써서 확장할 수 있다
- 여러 개의 pc가 하나의 버스에 연결된 것 처럼 사용 가능

Repeater

- segment-segment 연결

MAC
- 동시에 데이터를 주고 받을 때 충돌이 일어나는 것을 해결
- round-robin
- reservation
- contention (random access)

contention

- 가장 효율적인 방법
- 전송자가 충돌을 감지하면 멈추고 다른 노드들에게 "jam signal"로 알림
-> 충돌을 일으킨 노드들이 누가 먼저 보내질 것인지 정함 (binary exponential back off algorithm)

ex) Ethernet

Bridge
- 목적지 주소를 알고 전송
Switches
- 목적지 주소를 알고 전송
- 포트가 여러 개 있어서 동시에 전송 가능

Wireless LANs(Wi-Fi)
- room, building, campus 등 제한된 범위
- 두 개의 기술
Infrared transmission/ Radio transmission
- 두 개의 네트워크 모드
Infrastructure/ Ad-hoc

Radio transmission

- 2.4 GHz and 5GHz
(누구나 쓸 수 있음, 벽을 통과)
- 한 사람이 너무 센 신호를 보내면 다른 사람이 방해를 받음
-> 전송의 세기에 제한 받음

Ad-hoc network

- 기지국 x
- 직접 전송할 수 없기 때문에 연결된 단말을 통해 보내는 방식
- 재난 상황이나 전쟁 중에 사용

Basic Operation Procedure

- Synchronization

- Channel scanning

- Authentication and Association

- Data transfer

Synchronization

- timestamp
- beacon interval in AP
- SSID ("network name")
- using channel number (겹치지 않기 위해)

Channel Scanning

Passive scanning
- just wait
Active scanning
- 주변에 있는 모든 AP를 다 탐색

IEEE 802.11 Standard
- AP가 mobile terminal 과 infrastructure network 두 개의 프로토콜을 다 이해

MAC

SIFS (Short IFS) - highest priority

DIFS (DCF IFS) - lowest priority

가장 짧은 시간일 수록 우선순위가 높음

DCF using CSMA/CA (mandatory)

Power Management
- Two power saving modes
(데이터를 주고 받지 않을 때는 거의 꺼 놓은 상태로 배터리를 아끼는 상태)
1) Static PSM (생략)
2) Adaptive PSM

IEEE 802.11 standards
1) IEEE 802.11b
- max data rate : 11 Mbps
- in 2.4 GHz band

2) IEEE 802.11g
- max data rate : 54 Mbps
- in 2.4 GHz band

3) IEEE 802.11a
- max data rate : 54 Mbps
- in 5 GHz bands

4) IEEE 802.11n
- max data rate: 600Mbps
- in 2.4GHz and 5GHz band
- MIMO
- complex modulation

5) IEEE 802.11ac
- max data rate : 6.9 Gbps
- in 5GHz band
- Multi-user MIMO

6) IEEE 802.11ad
7) IEEE 802.11af
8) IEEE 802.11ax
- 촘촘하게 와이파이 기지국이 많을 때 훨씬 빠른 속도로 통신이 가능하게 함

# data[].attributes.body
4장 <LAN & WLAN>

1. 유선 랜

LAN 구성 Topologies

- Bus/Tree(bus여러개의 형태)
1) 가장 기본적인 형태
2) Repeater : 버스와 버스 연결 → 버스 확장의 역할
동작 : 받는 즉시 증폭하여 신호를 강하게 보
❖ Repeat VS Hub
포트 2개-포트 여러개
3) 여러 장치가 송수신 불가능 = 동시에 데이터 보낼 수 없음→ 충돌이 일어나기 때문
→ 해결 방법: MAC(contention : 충돌 감지 발생 시 정지 후 회피)→ CSMA,

Ethernet
4)Bridge : 충돌이 덜 일어나게 하기 위해 주소까지 본다.
❖Bridge VS Switch
2개의 Lan연결+주소 - 주소+동시 발송 가능+port 여러

- Star에
1)Hub 사개용
동작 : Hub와 연결된 모든 장치에 송신

- Ring
- Mesh
- Tree
- Point-to-Point

ⅱ.  W-fi, Wireless LANs

적외선 전송

벽 통과 x

radio transmission
ISM band 누구나 사용 가능한 주파수 대역→ 전송 세기 제한, 가까운 지역에서만 사용

Infrastructure network mode,
기지국을 통해서 통신
-Synchronization : 단말기와 싱크를 맞춤.

-Channel scanning : 주변에 어떤 기지국이 있는가 찾는 것
passive, active
-Authentication and Association : 암호 인증, 기지국과 단말기 연결
-Data transfer

Ad-hoc network mode
기지국x

ⅲ. Power Management
- power saving modes : 데이터를 보내거나 받지 않을 때 거의 off 한 것처럼 배터리 절약
- awake : 완전히 깨어있는 상태, pull power로 데이터 송수신
- sleep : 거의 끄기직전인 모드, 일정한 시간후에 깨어있는 모드

-Adaptive PSM

ⅳ. Rate Adaptation (dynamic rate shifting): 거리가 가까울수록 신호의 세기가 강하다

❖ wifi 속도 빨라진 원인: MIMO 안테나 size UP, modulation 기법 발전.

# data[].attributes.body
4장. LAN&WLAN

LAN

- lan topoligies: Bus, Tree, Star, Ring, Mesh, Tree, point-to-point

bus / tree(bus+star)

한노드가 보내는것을 모든 노드가 듣는 것. 수신자이면 듣고 아니면 무시.

길이의 제한이 있음→ Repeater 디바이스를 통해서 버스끼리 연결->버스가 확장되는 효과

(repeater로 연결시 하나의 선으로 인식을 함 so, 확장된 것들의 정보도 들음/)

신호를 보내고 있으면 다른쪽에서 신호를 보낼수 없음(충돌이 일어남)

Star

허브를 사용

허브와 bus가 비슷해서 star도 버스와 비슷하다고 보면 됨

#repeater

포트가 두 개 뿐(2개의 segment만 연결) 받는 즉시 신호를 증폭을해서 전송

#Hub

포트가 많음 hub

bus와 비슷

MAC

BUS에서 충돌(통신의 실패)이 일어나는 것을 해결.

Round-robin

reservation

contention : 일단 보낸 후 충돌이 일어나면 이를 감지해서 멈추고 회피하는 법을 찾음.

CSMA(Carrier-sense multiple access)/CD

: MAC protocol

Carrier-sense : 누가 보내는지 확인후, 보내고 있으면 보내지 않고 기다리다가 아무도 사용하지 않으면 데이터를 전송하게 된다. 함꼐 사용하는 매체에 누가 사용중인지 확인하는 것

Collision Detection 충돌을 확인하면 전송중인 노드들은 전송을 중단하고 ->jam signal(다른 노드들에게 알림)

유선링크의 경우 충돌을 확인할 수 있기 때문에 사용가능한 방식

binary exponential back off algorithm : 누가 먼저 보낼것이냐에 대한 순서

Bridge

주소까지 봄/ 충돌이 덜 일어남.(주소가 아니면 무시함)

2개의 LAN을 연결(repeater와 비슷)

Switch

주소를 보고/ 다른 노드로 데이터도 전송 가능

포트가 여러개, 소프트웨어까지 들어감 ->가격이 비쌈

Wireless LAN-WiFi

local만 커버

Radio transmission :

누구나 사용 가능(독점화 방지를 위해 전송신호 제한), 가까운지역, 벽 통과

Infrastructure network mode

많이 사용됨, 기지국 중심으로 통신

ad-hoc network

기지국X-> IBSS를 만들어서 통신

전송을 위해서는 연결 객체가 모두 존재해야 최종적으로 원하는 곳으로 전송가능

ex)재난 상황, 전쟁중 -> Infrastructure network mode가 없을때

WiFi

- synchronization : AP(기지국)가 주기적으로 beacon 신호를 보냄

- channel scanning: passive(그냥 기다림), active(주변 기지국을 찾는 과정/ 주변의 모든 AP검색)

기지국에 단말기가 오게되면

- authentication and association(자신의 단말을 기지국에 넣고 서비스를 제공받게 된다)

- data transfer

waiting time control - IFS

- 기다리는 시간

- SIFS (우선순위가 높음)< DIFS

[mac-access mechanisms]

DFWMAC - DCF using CSMA/CA(avoidance)

: random backoff time이용하여 충돌 회피

[Power Management]

- power saving mode = sleeping mode

Idle 상태에서 거의 꺼둔것처럼 배터리를 쓰지 않는 방식

- static PSM

- adaptive PSM

기지국이 보내는 beacon 신호를 받고 더이상 데이터가 없으면 sleeping 모드

그 사이 데이터를 보내면 기지국이 buffer를 해둠(저장) ->

준비완료 신호를 보내면 저장한 데이터 전송 시작 ->

tail time 만큼 기다리는 사이에 데이터가 없으면 sleeping 모드(sleeping mode)

if)기다리는 중에 데이터가 오면 tail time이 연장됨

[IEEE 802.11 Standard]

- IEEE 802.11b

- IEEE 802.11g

- IEEE 802.11a

- IEEE 802.11n

- IEEE 802.11ac

- IEEE 802.11ax

통신속도의 증가

MIMO(안테나 수)

모듈레이션 기법으로 인하여 발전

# data[].attributes.body
lan (local area network)

lan protocol
bus /tree

bus 가장 기본적,한 노드에서 수신자이면 받는다 , 한노드가 보내면 다른노드에서도 받을 수 있다

버스끼리 repeater를 통해 연결 할 수 있다 - 버스가 확장된다(세그멘트 두 개 연결)

hub - repeater와 같은 역할을 하며 대신 포트가 여러개이다

버스를 통해 데이터를 보낼 때 다른 노드에서도 데이터를 보내면 충돌이 일어난다-동시에 데이터를 못 보낸다

이를 해결하기 위한 것이 MAC(medium Access control)

1.round robin : 순서를 줘서 돌리는 방법

2.reservation : 예약을 하는 형태

3.connection(random access) -가장 효율적

데이터를 보내고 충돌이 일어나면 충돌을 감지한 다음 멈추고 충돌을 회피하는 방법을 찾는다 -ex)인터넷

CSMA/CA

-누가 보내고 있는지를 살펴보고 누가 보내고 있으면 보내지 않고 기다리다가 아무도 보내지 않으면 데이터를 전송한다.

-만약 동시에 데이터를 보내게 된다면 충돌이 일어나게 된다. 그러면 보내는 걸 중단하고 jam signal을 다른 노드에게 알리고 마친다.
binary exponential back off algorithm 충돌 후 누가 먼저 데이터를 보낼까?

랜덤한 수를 골라 데이터를 보낼 순서를 고른다

, Ethernet

bridge

포트가 2개

주소를 파악해서 보낸 데이터의 주소가 다른 노드에 없으면 보내지 않아 충돌이 덜 일어난다.

switch hub

주소를 파악해 해당 주소를 가진 컴퓨터에만 보낸다.

wifi

two transmission technologies

infrared transmission

Radio transmission -주로 사용

two network modes

infrastructure network mode- 주로 사용

Ad-hoc network mode(기지국이 없다)- 재난 상황이나 사용한다

Radio transmission

2.4GHz and 5GHz의 주파수 대역을 사용하면 누구나 사용할 수 있다, 누군가 강한 신호를 쓰면 다른사람에게 방해된다

infrastructure network mode

BSS- ap로 단말기나 기지국이 데이터를 전송해 유선으로 외부나 다른 BSS로 나갈 수 있다

wifi가 동작하는 과정

synchronization

-timestamp 나한테 동기화 시키기위해 클락에대한 정보를 주면서 단말들이 자기에게 싱크를 맞추게한다

-얼마 마다 한번씩 비콘시그널을 보낼지에대한 주기

-자기 아이디를 보내준다

자기 채널넘버등 정보를준다

channel scanning

passive scanning

비콘신호가 올 때 까지 기다린다. 채널이 많고 와이파이가 적으면 전부 기다려야해서 낭비가 심하다

Active scanning

AP를 검색해서 자기에게 기지국을 찾는다

가장 맞는 기지국을 선택하면

Authentication 맞는 암호를 입력

Association 연결이 되는 절차
IEEE 802.1 Standard -MAC

DCF using CSMA/CA(mandatory)

데이터를 전송하는데 있어서 기다리는 시간 정하기

SIFS

DIFS
DCF using CSMA/CA - 충돌 확률을 줄이자

power management

power saving

배터리를 쓰지 않을 때 배터를 거의 닳지않게하는 상태

-static PSM 거의 안씀

-adaptive PSM

awake 꺠어있는상태 (rx데이터를 받을때, tx보낼때 idle받지도 보내지않을때 )

데이터를 받을 때 상대적으로 더 많은 배터리를 소모한다. 아무것도 안하고 있을 때도 배터리를 꽤 많이 소모하여 sleeping모드로 배터리를 절약한다

sleep 거의 꺼져있는 상태, 잠들어 있는 일정동작이 있어야 깨어난다.

-adaptive PSM

비콘을 주고 데이터를 받는다 후에도 데이터가 올 때를 생각하여 tail time만큼 기다린다. tail time안에 새로운 packet이오면 tail time이 연장되고 tail time이 지나도 packet이 안 오면 다시 sleeping모드가 된다

rate adaptation(dynamic rate shifting)

거리가 멀어질수록 속도가 느려진다.

IEEE 802.11 standards

IEEE 802.11b

주파수 대역 2.4GHz

최고 속도 11Mbps

IEEE 802.11g

주파수 대역 2.4GHz

최고 속도 54Mbps

비사용자도 g와 통신할 수 있다. b lan?카드도 g와 통신가능

IEEE 802.11a

주파수 대역 5GHz

최고 속도 54Mbps

IEEE 802.11n

주파수 대역 2.4 or 5GHz

최고 속도 600Mbps -> 속도가 빠른 이유 MIMO 와 모듈레이션 기법

IEEE 802.11ac

주파수 대역 5GHz

최고 속도 6.9Gbps

# data[].attributes.body
4장 LAN & WLAN

LAN(유선) Topologies

1. Bus : 가장 기본적인 형태
- bus길이에 제한 ==>
-Repeater를 이용해 bus끼리 연결(포트가 2개 = segment를 2개만 연결)

2. Star : Hub를 사용한 구조, 하나의 segment에서 받은 정보를 hub에 연결된 모든 기기에 전달, hub는 hub끼리 연결 가능(cable 이용하여)
**Hub: repeater와 하는 역할이 거의 비슷하고 포트가 여러개이다.

3. Ring

4. Mesh

5. Tree

6. Point-to-Point

- MAC(Medium Access Control) : 2가지 이상의 기기에서 동시에 신호가 날라올 때 충돌이 발생하는데 이를 컨트롤하기 위한 기법

1. round-robin

2. reservation

3. **contention : 들어온 신호를 그냥 보내고 충돌이 일어났다면 이를 감지해서 멈추고 어떻게 해결할 것인가

- CSMA/CD, Ethernet 의 동작 과정
: 3번 방식을 이용한 기술
CS(Carier sense) : 함께쓰는 매체에 누가 사용하고 있는지 감지하는 과정
CD(Collision detection) : 충돌 감지되면 보내고 있는 노드들을 중단하고 "jam signal" 충돌이 일어났음을 알리고 이를 멈춤
CS, CD를 거친 후 최종적으로 충돌이 일어난 신호 중 어떤 것을 먼저 보내줄 것인가를 결정하는 알고리즘
==>  binary exponential back off alogrithm
**binary exponential back off alogrithm
: 첫 충돌엔 0,1 중 하나를 랜덤하게 고름
다음 충돌 시 0,1,2,3 중 하나를 고름
또 충돌 시 0,1,2,...,7 중 하나를 고름
.. 10번 충돌시 0~2^10-1 까지
16번 충돌 시 조정 실패를 알림

-Bridge : repeater보다 똑똑한 장비(주소를 파악)
2개의 LAN을 연결
-Switch : Bridge랑 거의 비슷한 형태(포트가 여러개)

-Wireless LANs
-Radio transmission : 주로 사용 / 누구나 사용할 수 있는 주파수인 2.4GHz, 5GHz
-Infrastructure network mode : 주로 사용 / 모바일 노드들간의 직접적인 소통없이 기지국과의 연결을 통한 통신
BSS(Basic Service Set) : AP와 전송범위 안에 있는 단말기
ESS(Extended Service Set) : BSS가 연결된 구조

-Ad-hoc network mode : 재난 상황에 사용 / 어려운 구조

infrastructure mode로 wifi가 동작하는 방식
1. Synchronization : AP는 주기적으로 Beacon이라는 신호를 보냄. Beacon interval을 알려주고 SSID(wifi 이름)을 알려주고 channel number(wifi도 채널,주파수가 겹치면 안되서) 의 정보도 준다.

2. Channel scanning: 기지국이 있는 곳에 단말이 오게되면 진행
최근엔 passive(Beacon신호가 올때까지 기다림 - 낭비가 심함)보단 active 방식(먼저 채널에 신호를 보내 기지국 존재 유무를 파악)을 사용.

3. Authentication and Association : 가장 좋은 기지국을 발견한 후 진행 /
Authentication(암호 입력)
Association(연결)
4. Data transfer (최종적으로 데이터 전송)

-IEEE 802.11 Standard : 와이파이 표준, 표준에 따라 제조업체들이 와이파이, 기지국의 랜카드 제조
-AP(access point) : 기지국의 역할(여러가지 프로토콜을 다 이해하고 있다) ex) 무선정보를 802.11로받아 유선 정보로 전달
802.11 표준은 Physical layer와 MAC layer로 구성
-Physical layer : 신호 전달
3가지 버전
-MAC layer : DFWMAC - DCF using CSMA/CA(필수적인 프로토콜)

-IFS(기다리는 시간 Inter-Frame Space)
-SIFS : 짧은 IFS
-DIFS: 긴 IFS syncronized되지 않은 데이터

-CA(Collision Avoidance) - MAC layer에선 충돌 감지가 안되서 충돌을 최대한 피함
충돌이 일어나지 않더라도 backoff time을 주어 충돌을 미리 방지한다.

노드는 2가지 power 상태가 있음
1.awake - fully powered(Tx-데이터를 보낼 때, Rx-데이터를 받을 때, Idle-받지도 않고 보내지도 않을때)
2.sleep - power save mode

-Power Management : 배터리 문제에 대한 프로토콜
PSM(Power Saving Mode) : 디바이스를 거의 꺼놓은 것처럼 배터리를 세이빙 하는 방법 / Static(거의 쓰이지 않음), Adaptive 2가지 방식

-Adaptive PSM(AP, device간의 상호작용)
: Beacon을 받음 -> 데이터 교류가 없다면 디바이스가 sleeping 모드로 변환 -> sleeping동안 도착하는 신호는 ap에서 버퍼로 저장 -> 다음 beacon신호가 오면 잠시 대기후 도착한 신호를 디바이스로 전송 -> (tail-time만큼 대기)깨어있는 시간동안 온 데이터는 바로 전송(tail-time 연장) -> 디바이스는 다시 sleep에 들어가기 전에 AP에 sleep으로 전환한다고 알려주는 신호를 보내줌

-Rate Adaptation
: 802.11b는 최대가 11 / a,g는 최대가 54Mbps
거리가 멀어짐에 따라 데이터 전달 속도는 떨어짐

1. b,g는 주파수 2.4GHz 사용
2. a는 주파수 5GHz 사용
3. 802.11n 은 주파수 2.4, 5 둘 다 사용  600Mbps
4. ac는 주파수 5 / 6.9기가의 속도까지 사용
5. ax
속도가 증가하는 이유: MIMO기법과 모듈레이션 기법의 발전

질문) SIFS와 DIFS를 나누는 기준 ? 주체 ?

# data[].attributes.body
[AIoT 4장]

Local Topologies
tree = bus + star를 합침 // 세가지 유형을 가장 많이 사용

bus(가장 많이 사용)&tree
bus - 1~3층 버스끼리 연결하고 싶을 땐 repeater(증폭기 역할)사용// 버스가 확장되는 효과  버스가 여러개 연결되면 tree라고한다

HUB 포트가 여러개인 repeater
허브를 사용하면 star - 연결된 애 끼리 송수신 가능

그런데 BUS/TREE가 데이타를 1대가 보낼때 다른데서도 동시에 보내면 충돌남

이거를 해결하는 게 MAC

//MAC// Medium Access Control
contention - 가장 효율적인 방식
충돌 감지시 회피할걸 판단

CSMA/CD , Ethernet

CSMA/CD -  캐리어 센싱-> 누가 보내는거 디텍팅-> 다른 노드에 충돌 사실 보내고 전송 ㄴㄴ
collision detection
이 때 누구먼저 보낼까 선택하는게
//Binary expoential back off algorithm// 사용해서 누가 보낼지 결정

충돌시 2^n 가지수로 랜덤하게 누가 먼저 갈 지 고르게 하는거
ex) collision 2회차 -> 0,1,2,3중에 a,b가 각각 숫자 택함 -> 만약 둘이 같은거 선택하면 0~7중에 각각택함 -> ...

Bridge //원하는 주소까지 보는 애
Switch// 브릿지랑 비슷하지만 브릿지는 그 전후로만 보는거지만 스위치는 포트가 여러개 있어서 더 많은 가지수를 커트 가능

Wi-Fi // 무선 LAN
1. Infraren transmission //벽통과 ㄴㄴ
2. radio transmission //주로 사용

Wi-Fi network mode
1. infrastructure network // 주로 사용
2. Ad-hoc network //기지국 ㄴㄴ independent

radio transmission
- 2.4 GHz, 5GHz 벽통과 가능
infrastructure network
- 직접 보낼 수 없음
- AP(access point)를 끼고 커뮤니케이션
- 주기적으로 beacon signal과 이 주기를 보냄
- BSS ID(BSS마다 이름,채널 넘버 기타 등등 정보가 있음- 와이파이 이름)
basic service set// 기본적인 서비스 단위
이게 모여 ESS Extended service set을 이룸

비콘 신호가 오면 BSS network
//Active scanning//
채널에서 주변 사람(AP)한테 하나하나 "나 쓰는거 맞냐"고 물어보는거
Authentication // 암호 치는 거 -> OK되면 Data transfer
Passive는 그냥 기다리는거

[802.11 Standard]
802.11 Protocol Layers

Physical layer //심볼로 만들어서 signal보냄
-최대속도 2Mbps
- 2버전 Radio 2.4GHz,5GHz + IR
MAC Layer // 충돌시 어떻게 푸는지에 대한 역할

802.11 Standard MAC
[DFWMAC - DCF using CSMA/CA (MANDATORY......)]
ㅇ CSMA/CD와는 다름 collision detection 이 아니라 collision avoidance

- wating time control
1) SIFS(Short IFS) - 조금 기다림 우선순위 높음
2) DIFS(DCF IFS) - 많이 기다림 우선순위 낮음

collision detection안되면 다 보내도 엑..?이 안옴 -> 그럼 실패 했다는거 인지-> 백오프 넘버를 새로 잡음(0~63(2^6)사이 넘버 잡음- 겹칠 확률 줄어들게)

Power Management

Two Power Saving Modes(Sleeping mode 완전 끄는거 ㄴㄴ)
:데이터를 보낼 때 보다 받을 때 더 많이 씀 하지만 비슷 idle(데이타 송수신 안 하는 상태) listenling일때도 송수신의 1/2정도는 사용함
근데 sleeping mode면 1/20은 절감 가능

- Static
- Adaptive // 주로 사용
데이터 받으면 그냥 냅두고 있다가 비콘beacon 생기면 그 때 한번에 받음

tail time
= 비콘 때매 슬리핑 모드 벗어났을 때 좀 여분의 기한을 주는거 이 때 데이타 들어오면 그거 받고 tail time 늘어남 이후 안오면 null frame으로 이제 잘거라는 신호 줌
-> 다시 zzz..

[Power measurement result]

802.11b
-11Mbps까지 지원 2.4GHz까지
802.11g (g랑 b둘다 지원 가능)
-54Mbps 지원 2.4GHz
802.11a
-54Mbps,최대 5GHz
802.11n
-600Mbps(10배 늘어남)
- 듀얼 밴드 (2.4GHz, 5GHz 둘 다 지원)
802.11ac
-7Gbps (10배 또 늘어남)
802.11ax
- 촘촘하게 와이파이 기지국 많을 때 사용 가능
- 최대속도로 통신 가능하게 함

# data[].attributes.body
>>>Ch.4

<LAN>

LAN Topologies

-LAN 한 노드에 있으면 모두가 들을 수 있음 -> 한 사람이 데이터 보낼 때 다른 사람이 데이터 보내면 충돌 : 동시에 데이터 보낼 수 없음

-Star, Ring, Mesh, Poin to Point

-Bus, Tree

=버스와 버스를 리피터(받는 즉시 신호 증폭)를 연결 → 확장(하나의 노드처럼)

=허브를 사용해서 여러 노드가 한 노드처럼 확장

=허브와 리피터는 하는 역할 비슷하고 허브는 여러 개의 포트로 구성

MAC(Medium Access Control)

-LAN의 동시에 데이터 보낼 수 없는 문제 해결하기 위해 등장

-round-robin

-reservation

-contention(random acess) : 가장 효율적, 그냥 보내고 충돌 일어나면 멈추고 충돌을 어떻게 회피할 것인지 ex) Ethernet

CSMA/CD, Ethernet

-CSMA : 함께 사용하는 매체에 누가 사용 중인지 아닌지 확인 하는 것

-CD : 충돌 감지

-채널이 사용 중인지 아닌지 확인 → 사용 중이면 충돌 → 데이터 전송 멈추고, 충돌 일어났다고 시그널 → 충돌 일으킨 노드들이 누가 먼저 데이터 보낼 것인지 선정(binary exponential back off algorithm)

Binary exponential back off algorithm

-충돌 일으킨 노드들이 랜덤한 수 고름 → 숫자가 클수록 우선순위 작아짐 → 이마저도 동일하면 다시 숫자 랜덤 선택(2*2개) → 또 동일하면 (2*2*2개 … 2^10개 까지) → 11번째 이상 충돌일 경우 더 이상 숫자 늘리지 않음, 16번째 까지 충돌 일어나면 전송 실패

Bridge vs Switch

-Bridge : 주소까지 파악하고 신호 전달(다른 노드로 전송할지 말지) → 충돌 덜 일어남

-Switch : 허브와 비슷하게 생겼으나(포트가 여러 개) 동작은 다름, 스위치는 주소를 보고 그 주소에 해당하는 디바이스에만 신호 전달

<WLAN>

WLAN 특징

-local

-transmission : infrared, radio(주로 사용)

=radio : 누구나 사용할 수 있는 주파수 대역(2.4 GHz, 5GHz)이기 때문에 전송 세기에 제약, 벽을 통과

=infrared : 벽을 통과하지 않음

-network mode : infrastructure(주로 사용), ad-hoc(고난도)

=infrastructure : 기지국 통해 연결, BSS(Base Service Set, AP와 전송 범위 안에 있는 단말기)가 기본적인 단위이고 BSS가 유선으로 연결되어 있고 인접한 것들끼리 묶인 것이 ESS, 데이터들은 유선을 통해 외부로 갈 수 있고 다른 BSS로 갈 수 있음

=ad-hoc : 기지국 없이 연결, 재난 상황 시 사용

Infrastructure transmission

-Synchronization

=AP는 주기적으로 Beacon(timestamp, interval, SSID, channel number)이라는 신호를 보냄

-Chanel Scanning : 주변에 어떤 기지국 있는지 찾는 과정

=Passive mode : 모든 AP 검색

=Active mode : 계속 채널 바꿔 가면서 빨리 찾음(많이 사용)

-Authentication & Association : 단말을 기지국 DB에 넣고 서비스

-Data transfer

IEEE 802.11

-Wifi 표준

-Physical layer : 신호를 보냄

-MAC layer

Waiting Time Control : IFS

-SIFS(Short Inter-Frame Space), DIFS(DCF IFS)

-우선순위 높은 것은 짧게 기다리고 낮은 것은 더 길게 기다리는 방식

DFWMAC-DCF using CSMA/CA

-CA : Collision Avoidance

-CSMA → 데이터 전송 → AP가 응답 메시지(우선순위가 높기 때문에 SIFS) → 다른 사람들이 DIFS 만큼 기다림 → 동시 전송을 방지하기 위해 random back off time(0~31) 정해서 기다림 → 가장 빠른 숫자를 가진 아이가 보냄 → AP 응답 메시지 전송 → DIFS 기다리다 다음번에 기다리다 남은 숫자만큼 기다려서 데이터 전송 → AP 응답 메시지 전송 → DIFS 기다리다 다음번에 기다리다 남은 숫자만큼 기다려서 데이터 전송, 이때 충돌 일어날 수 있는데 무선은 Collision Detection 안되기 때문에 확인 불가하여 데이터 끝까지 보내고 나면 AP 응답 메시지 확인(오지 않아 실패함을 확인) → DIFS 기다리다 random back off time(0~63) 정해서 기다리며 반복

Power Management

-Static PSM(Power Saving Mode)

-Adaptive PSM(주로 사용)

=awake : in active, fully powered(Tx, Rx, Idle)

=sleep : in power save mode

=sleep 상태인 디바이스에 데이터가 오면 AP가 데이터를 일단 저장해두고 주기적으로 Beacon을 보낼 때 TIM을 set → 디바이스가 sleep 하지 않고 AP에게 데이터 받음(tail time 만큼 기다리는데 새로운 데이터가 오면 tail time이 계속 연장) → 더 이상 받을 데이터 없으면 sleep 모드로 들어간다고 AP에게 알려준 후 sleep

Rate Adaptation(dynamic rate shifting)

-거리에 따라 속도를 다르게

IEEE 802.11 표준

-IEEE 802.11b : 2.4GHz band, 11Mbps

-IEEE 802.11g : 2.4GHz band, 54Mbps

-IEEE 802.11a : 5GHz band, 54Mbps(MIMO, complex modulation)

-IEEE 802.11ac : 5GHz band, 6.9Mbps(MIMO, complex modulation)

-IEEE 802.11ax : 최대 속도로 통신을 만들게 하는 기준

# data[].attributes.body
Chap4 LAN &WLAN

Local Area Network

LAN Topologies

Bus/Tree

연결된 모든 장치에 신호전송, 수신자가 아니라면 무시

전송통로에 선을 연결 길이에 제한

리피터 사용하여 Bus를 연결(확장)

리피터:

받는 즉시 신호를 증폭하여 전달,segment 연결시 많이 사용,포트2개

허브:

멀티포트

Star:

허브를 사용 장치에 연결

Tree:

버스를 여러 개 연결

한 신호가 전송 중일 때 다른 신호를 보내면 충돌

MAC

-round robin

-reservation

-contention(random access): 충돌을 탐지할 방안, 충돌이 발생시 대처

CSMA/CD, Ethernet 유선랜의 대표기술

CS:채널을 사용중인지 확인

CD:충돌이 감지되면 전송중단,join signal전송

전송순서 정하는 방법

Binary expenetial back off algorithm:

충돌이 발생하면 2^n개 중의 숫자를 랜덤선택하여 우선순위 결정,max 1023,16충돌이후 전송실패 메시지 전달

브릿지:

주소를 파악하여 신호를 선별적으로 전달

스위치:

주소를 파악하여 정해진 주소로 신호를 전달, 신호가 전송중인 채널이 아니라면 다른신호 전달가능

WLAN

무선랜의 특징

룸,빌딩,캠퍼스등에 사용 (local area)

2개의 전송기술

2개의 네트워크 모드

Infrared transmission(적외선 통신):

벽통과X

Radio transmission(라디오 통신):

license free,ISM 누구나 사용가능

2.4GHz & 5GHz

Infrastructure network mode:

기지국 끼리 유선연결,transmission range안에서 무선 통신

-BSS(basic service set): AP와 전송범위내의 단말기의 집합

-ESS: 인접한 한 기관에서 만든 BSS모듈

Ad-hoc network mode:

기지국X,장치끼리 Network형성,전송범위 안에서 통신가능,multiple hoc을 통해 목적지까지 전달

-AD-hoc

-IBSS

Synchronazation

AP는 주기적으로 다음정보가 포함된 비콘 신호 전송

Timestamp: 동기화 위해 보내는 clock정보

비콘 신호 주기

SSID:BSS 각각의 개별 ID

Channel number:사용중인 채널 정보

Channel Scanning

Passive Scanning:

비콘신호가 올때까지 기다림, 시간 낭비가 많다.

Active Scanning:

모든 채널에 리퀘스트 프레임 전송

가능한 AP로부터 response 프레임 송신

가장좋은 AP선택

채널을 바꿔가며 빠르게 기지국을 찾는과정

Authentication

AP에 보안이 걸려있으면 암호를 요구받음

암호가 맞으면 연결

Association

MS에서 AP로 probe request전달

AP에서 MS로 prove response전달

MS에서 선택된 AP로 Association request전달

선택된 AP MS로 Association request전달

기지국

유선연결 이더넷, 무선연결 와이파이 양쪽으로 통신

두개의 프로토콜 이해

IEEE802.11

표준에따라 와이파이의 랜카드 제조

802.11 protocol layer

Physical layer:

Data rates 1~2Mbps

3version-2radio,1ir

FHSS

DSSS

infrared

2sublayers

Plcp

pmd

싱크로를 위해 다양한 헤더

Data link layer(Mac)

데이터를 보낼 때 충돌을 판단하여 전송

Waiting Time Control -IFS(기다리는 시간)

SIFS

DIFS

DFWMAC-DCF using CSMA/CA(mandatory)

표준 맥 프로토콜

무선에서는 detection 불가-충돌확률 최소화

CSMA-DIFS-data전송 나머지 스테이션에서 기다림-데이터 전송후-기지국에서에서 SIFS만큼 기다린후 ack(응답메시지)-DIFS만큼 기다린후 랜덤백오프타임(시작31포인트)을 정해서 다음스테이션에서 데이터 전송-남은 랜덤백오프 타임을 사용하여 다음 순위 결정-충돌시에는 데이터 전송후 ack수신을 하지 못하면 랜덤백오프타임을 다시 설정하여 전송순서 결정

Power management

무선은 전력관리가 중요

Power saving mode

데이터를 송수신 하지 않을 때 거의 꺼진 듯 동작

Static saving mode

Adaptive saving mode:

Awake-fully powered(Tx,Rx,ldle)

Sleep(power save mode)

20-30배 전력소모차이

비콘을 받고 올데이터가 없으면 슬리핑모드 기지국이 데이터를 받아 깨어날때까지 버퍼 시킴 TIME이 set되면 null frame송신 후 버퍼된 데이터를 수신-tail-time시간후에도 전송받는 데이터가 없으면 null frame전송후 슬립모드

기기마다 소모전력,슬립전력,tail-time모두 다름

Rate adaptation(dynamic rate shifting)

거리마다 신호세기가 다름

=>거리따라 데이터 전송속도를 달리하여 송수신

IEEE 802.11발전과정

IEEE 802.11b

2.4Ghz ism band

max 11Mbps

IEEE 802.11g

2.4ghz

Max 54mbps

IEEE 802.11b도 사용가능

IEEE 802.11a

5ghz

54mps

IEEE 802.11n

Max600mbps

듀얼밴드 2.4ghz, 5홐

Mimo, 모듈레이션 기법 등 사용 속도 증가

IEEE 802.11ac

5ghz

Max6.9gbps

다양한 형태의 mimo, 모듈레이션 기법

IEEE 802.11ax

촘촘하게 와이파이 기지국이 많을 때

최대속도로 통신 가능

# data[].attributes.body
<4-1강> : LAN & WLAN

1. 유선 랜

버스 & 트리

버스가 가장 기본적인 형태, 버스를 여러 개 연결하면 트리가 됨

버스와 버스는 리피터로 연결할 수 있음 →버스가 확장되는 효과, 한 선에 3개의 노드가 연결되는 것에서 5개가 연결되는 효과를 볼 수 있음

리피터와 허브는 하는 일이 거의 비슷함. 허브는 포트가 많은 것

스타

허브에서 선을 따서 연결한 것

버스와 큰 차이는 없음

MAC(Medium Access Control)

버스, 트리의 경우, 여러 대가 동시에 신호를 보내면 충돌이 일어남, 동시에 데이터를 보낼 수 없음

contention : 충돌을 감지하면 멈추고, 어떻게 대비할지 정해둔 가장 효율적인 방식 → 이더넷

CSMA / CD

작동: binary exponential back off algorithm → 누가 먼저 보낼 것인지 순서를 정해줌

birdge: 리피터와 달리 전송하고자 하는 주소까지 확인함 → 충돌 방지

bridges vs. switches

switch는 허브와 비슷하게 생김(포트 여러 개): 동시에 전송할 수 있어서 효율 높음

bridge는 두 개의 lan을 연결함. switch와 기능은 비슷함.

2. 무선 랜: 와이파이

넓은 지역을 커버하지는 못하고 빌딩, 방 등 활용

두 가지 전송 기술: infrared transmission, radio transmission(많이 사용)

두 가지 네트워크 모드: infrastructure network mode(많이 사용), ad-hoc network mode

Radio transmission

누구나 사용할 수 있는 주파수 대역 사용

전송의 세기에 제한을 받음 - 한 사람이 세게 보내면 전송에 방해 받기 때문

벽을 통과함

Infrastructure network

ad-hoc과 달리 기지국과 통신으로, ad-hoc보다 통신이 쉽다

BSS(basic service set): AP와 그 전송 범위 안의 단말기

ESS: 유선으로 연결된 BSS

synchronization

어떤 기지국이 있는 곳에 가면 AP는 주기적으로 비콘이라는 신호를 보냄

단말과 싱크를 맞추게 함

비콘 시그널을 보낼 주기

자신의 SSID(BSS ID 또는 이름을 의미함)

채널 넘버: 채널처럼 겹치지 않도록 다른 주파수를 할당

channel scanning

passive scanning: 비콘 신호를 받을 때까지 기다림, 채널을 바꿔 가면서 기다리는데 기다릴 시간이 정해져 있으므로

active scanning: 주변의 기지국을 먼저 찾음. AP를 모두 검색해서 가장 좋은 것 선택, 많이 사용

Authentication & Association: 좋은 기지국을 발견 했을 때

Authentication: 암호 인증

Association: 암호를 입력하면 단말을 기지국 DB에 넣고 서비스를 해줌

와이파이의 표준은 IEEE 802.11

CSMA / CA(collision avoidance)

충돌이 일어나지 않았음에도 불구하고 2^n 승의 숫자 중에 하나를 고름 → 작은 숫자 고르고 전송

<4-2강> Power management

1. Power management

유선 랜에서는 보통 배터리로 동작하지 않지만 와이파이는 어디서든 돌아다니며 쓰기 때문에 배터리가 중요(ex. 스마트폰)

표준에서 power management라는 프로토콜을 만듦

power saving modes

데이터를 보내거나 받지 않을 때 “거의” 꺼놓은 것처럼 배터리를 거의 쓰지 않는 상태로 전환, 배터리를 절약

static PSM(거의 사용 안 함), adaptive PSM(많이 사용)

awake - fully powered

sleep - 10~15%의 전력 사용 →power saving의 취지

데이터를 받을 때 전력을 더 많이 사용함, 보내지도 받지도 않을 때에도 50%이상의 배터리를 사용(idle listening 상태)

Adaptive PSM

비콘을 주기적으로 받음 →받을 비콘이 없으면 sleeping mode로 전환

sleeping mode가 끝나면 자는 동안에 도착한 packet을 받는다 → tail-time이라는 일정한 시간 사이에 더 이상 데이터가 오지 않으면 sleeping mode로 전환

tail time 내에 새로운 packet이 오지 않으면 sleeping모드로 전환하지 않고 tail time이 다시 생김

Rate Adaptation(dynamic rate shifting)

무선 네트워크에서는 거리에 따라 신호가 매우 작아짐

IEEE 802.11b → max data rate: 11Mbps

IEEE 802.11g → max data rate: 54 Mbps

IEEE 802.11n → max data rate: 600 Mbps, dual band , MIMO, modulation으로 인해 빨라짐

IEEE 802.11ax → 촘촘하게 와이파이 망이 많을 때

# data[].attributes.body
4장 – LAN & WLAN

Lan Topologies

-      Bus - 가장 흔한 형태(버스에 연결되어있는 형태)

-      Star - 하나의 허브에 가지치기로 연결

-      Ring

-      Mesh

-      Tree

-      Point-to-Point

Bus / Tree (Lan은 하나의 신호를 모두가 듣게된다 / 자기 신호가 아니면 무시)

Bus : Repeater를 통해 서로 다른 Bus를 연결할 수 있음

è 버스가 확장되는 효과

Repeater : 하나의 선에 연결된 것처럼 segment를 연결할 때 자주 사용됨

Hub : Repeater와 하는 일이 비슷하지만 포트의 수가 더 많음

Star : 허브를 사용하여 연결 / 버스와 비슷한 형태

Tree : 버스와 버스를 연결한 형태

è 한 신호가 보내지면 다른 신호들은 보낼 수 없음 / 동시에 보내면 충돌이 발생 : 통신실패

Mac : 트리의 통신 실패 문제를 해결한 방법

-      Round-robin

-      Reservation

-      Contention(가장 효율적인 방법) : 그냥 신호를 보내고 충돌 발생시에 멈추고 충돌 회피법을 찾는 방법

-      CSMA / CD : Mac Protocol

n  CSMA : 데이터를 보내기전에 캐리어 샌싱을 통해 이미 보낸 신호가 있는지를 확인

n  CD : Collision(충돌)이 찾아지면, 보내기를 중단하고 충돌이 일어났음을 타 노드에게 전달

n  Binary Exponential Backoff Algorithm : 충돌이 일어난 노드들끼리 전송 순서를 정해주는 방법

u  고르는 숫자가 2의 n승으로 증가함 but, 맥시멈은 1024개 / 16번 실패하면 전송 실패 메시지와 함꼐 전송 중단

Bridge : Repeater와 달리 주소를 파악하여 신호를 전달해주는 것을 도움 (충돌 발생 빈도 하락)

-      2개의 랜 or 스위치를 연결하는 레이어터(Mac 주소까지 파악) / 구멍 2개

Switch : 주소를 확인하고 동시 전송이 가능해져 효율적

-      여러 개의 포트에 꽂아서 사용하는 방식

Wireless Lans

-      넓은 지역을 커버하지 못함

-      Two Transmission Technologies : Infrared / Radio Transmission(주로 사용)

n  Infrared Transmission : 벽을 통과하지 못하기에 안전함

n  Radio Transmission : 누구나 사용가능한 주파수를 사용, 한사람이 너무 강한 세기로 전송하면 타인이 이용하지 못함 à 근거리에서만 사용 / 벽을 통과할 수 있는 신호

-      Two Network Modes : Infrastructure(주로 사용) / Ad-hoc Network Mode

-      Infrastructure : 기지국이 유선으로 연결된 상태로 존재함 / 기지국을 통하여 통신

n  BSS(Basic service set) : AP와 전송범위 내에 존재하는 단말기를 가리키는 말

u  인접한 한 기관에서 만든 BSS들을 ESS(Extended Service set)라고 칭함

n  기본적인 와이파이 동작 단계

u  Synchronization : 어떤 기지국에 가면 AP는 주기적으로 Beacon이라는 신호를 보냄 / 새로운 녀석들에게 자기 존재를 알림

l  Timestamp : 나에게 동기화시키기 위해 clock에 대한 정보를 제공하고 싱크를 맞추게함

l  Beacon 신호를 보낼 주기

l  BSSID – 자신의 ID를 알려줌

l  사용하는 채널의 넘버를 알려줌

u  Channel Scanning : 기지국이 있는 곳에 단말이 오게 된다면 채널스캐닝이 진행됨, 패시브 / 액티브 두가지 방식 존재

l  패시브 : 비콘신호가 올때까지 기다림 / 와이파이가 여러 개면 각기 다른 채널을 사용하기에 채널을 바꿔가며 기다림, 채널 수가 많으면 모든 신호를 기다려야하기에 시간적 낭비가 심함

l  액티브 : 모든 채널에 대하여 묻고, 답변이 없으면 다음 채널에 신호를 보냄 / 주변 모든 기지국을 검색하고, 가장 좋은 기지국을 선택하는 방법 à 가까운 기지국을 찾는 방법

u  Authentication & Association

l  Authentication : 인증방식(암호를 요구)

l  Association : 연결이 이루어짐

-      Ad-hoc : 기지국이 없음 / 각자 네트워크를 만들어서 전송하는 방식이라서 전송범위안에 있는 다른 장치를 통하여 통신이 이루어짐

n  Ibss(Independent Service Set) : 기지국 없이 자율적으로 만든 통신 방법

Protocol Functions

-      Physical layer : 신호를 전달하는 역할

-      Mac layer : 충돌이 발생했을 때 대처를 담당

n  데이터 충돌이 발생했을 때의 문제 해결책을 정의한 방법

u  DFWMAC – DCF using CSMA/CA (Mandatory)

(DIFS : 가장 긴 대기시간, SIFS : 가장 짧은 대기시간)

l  필수로 사용해야하는 프로토콜

l  충돌이 전혀 일어나지 않게 하는 것이 맥의 표준

Power Management – 두가지 모드가 있음

-      Static PSM : 거의 안씀

-      Adaptive PSM : 대부분 사용

n  Awake : 완전히 깨어 있는 상태 à 풀파워로 데이터 송수신 / 송수신할 데이터가 존재하지 않으면 아이들 모드로 돌입함(아이들 à 게으른 모드)

n  Sleep : 끄기 직전의 모드, 일정한 시간 후에 깨어나는 모드

-      Adaptive PSM : AP를 통해 비콘을 수신한 모바일은 비콘에 따라 슬리핑 모드에 들어감 슬리핑 모드 동안 AP에 전송할 데이터가 생긴다면 버퍼 처리를 한다(모바일이 깨어날 때까지). 만약 비콘이 보낼 데이터가 있음을 알렸다면 모바일은 AP에게 받을 준비가 되었음을 알림. AP는 모바일로 데이터를 송신하고, 데이터가 도착하고나서도 추가적인 데이터를 기다림 (Tail Time이라고 불리는 시간 만큼) 기다리는 사이에 추가적인 데이터가 없으면 슬리핑 모드로 돌입 / 추가적인 데이터가 있으면 테일타임이 연장됨(그 시간동안 추가적인 데이터를 또 기다림) 더 이상 수신할 데이터가 없으면 슬리핑 모드로 들어감을 ap로 알려줌

WIFI는 Rate Adaptation이라는 방식으로 전송을 한다(Dynamic Rate Shifting)

-      무선 네트워크는 거리가 멀어짐에따라 신호가 약해짐

-      신호가 강할 때는 빠른 속도로 통신, 신호가 약하면 낮은 속도로 통신

-      Original : 802.11 / 거리에 따라서 속도를 다르게 함

n  802.11b : layer extension to 802.11 in 2.4GHz, Max data rate : 11Mbps

n  802.11g : higher data rate extension to 802.11 in 2.4GHz, Max data rate : 54MBps

u  b사용자도 g와 같은 주파수를 사용하기에 오퍼레이션이 가능하다

n  802.11a : 5GHz 의 표준

n  802.11n : max data rate of 600Mbps

u  2.4 or 5GHz 모두 지원 à dual band

u  Mimo 와 모듈레이션 기법들이 속도를 빠르게함

n  802.11ac : 5Ghz band only / max data rate : 6.9Gbps

n  802.11ax : 와이파이 기지국이 촘촘하게 많을 때, 최대 속도로 통신을 가능하게 해주는 표준

# data[].attributes.body
4-1장

1. LAN Topology
- bus / tree
: 호스트로부터 신호를 받으면 해당 segement에 있는 모든 호스트들에게 신호 전송됨
: repeater을 통해 다른 segement의 호스트에게 신호 전달
- star : 허브를 통해 각 호스트들에게 신호 전달.

2. MAC
- 동시에 신호 전달시 충돌 발생 -> 충돌을 줄이기 위함
- CSMA/CD : 누가 먼저 신호 전달할 지 순서 지정
충돌 발생시 다른 노드에게 알림.

3. bridge / switch
- 호스트와 호스트 사이 정확한 정보전달을 위해 주소에 따라 전송

4. wireless LAN (wifi)
- 한쪽에서 보낸뒤 받았다는 신호 기다림. 일정시간동안 신호 피드백이 없을경우 신호 유실로 판단 -> 재전송

4-2장
1. power mangement
- adaptive PSM
: ap로부터 신호가 발생하면 대기시간(tail time)을 가진다.
: 일정시간동안 계속해서 대기하며서 데이터 수신하고 일정 시간이 지나면 sleep mode

2. rate adaptation
- ap에서부터 거리가 멀어질 수록 신호 세기 약해짐
- 데이터 전송 에러발생 -> 속도 낮춘후 안정성 확보

**질문**
1. adaptive PSM에서 ap로부터 신호가 있을때 대기상태로 있다가 일정시간이 지난후 sleep mode로 전환한다고하는데, sleep mode에서 신호가 발생한 순간만 데이터 전송받고 대기시간 없이 바로 다시 sleep mode로 전환하는게 더 효율적이지 않는지?

2. (1장 질문) edge단계에서 즉각적인 반응한다고 했는데 edge에서 동작한 데이터는 클라우드로 전송되는지?

# data[].attributes.body
Ch 4-1, 4-2

Lan & Wlan

Bus, tree: 개별 노드가 전송하는 데이터를 모든 노드에 전송

Bus는 길이에 제한이 있기 때문에, repeater를 연결하여 확장됨

Repeater: 포트가 2개, Hub: 포트 여러 개 연결

*동시에 신호를 보내면 충돌이 발생하는데, 이를 해결하기 위해 MAC 사용

-MAC(Ethernet)

CSMA: 함께 쓰는 매체에 누가 사용중인지 감지

CD: 데이터 전송의 충돌감지, 감지시 동작 중지

Binary Exponential Back off: 충돌감지시 node의 우선순위 정하는 알고리즘

-Bridge: repeater와 유사하지만, (1~10),(11~20) 주소까지 확인, 충돌을 줄여줌

: 11번째까지 충돌 일어나면 2의 10승 이상 늘리지 않으며, 16번째까지 충돌 일어나면 전송취소

Switch: 여러 개의 허브를 연결 가능,하나의 노드가  하나의 서버에 전송하는 동안 동시에 데이터 전송 가능

WLAN

전송기술에 Infrared transmission(적외선, 벽 통과 x)기술과 radio transmiision(2.4GHz와 5GHz)가 있음

네트워크 모드로 infrastructure network mode(기지국 중개)와 Ad-hoc network mode(기지국없이 기기와 단말기 모두 이동하며 사용)가 있음

Channel scanning- active scanning: 채널을 바꿔가면서 기지국을 검색

Authentication & Association

IEEE 802.11 Standard- waiting Time control: 기다리는 시간을 비교하며 충돌방지(DIFS: 짧은 시간과 높은 우선순위/ SIFS, 긴 시간과 낮은 우선순위)

Power management: 배터리를 거의 쓰지 않는 방식, beacon frame 사이에 온 데이터를 감지하여 tail time을 연장할지 결정하며, 그 사이에 새로운 데이터가 오지 않았다면 sleeping mode 다시 실행됨

Rate Adaotation: 거리와 신호세기에 따라 결정됨

# data[].attributes.body
4장

○ LAN

LAN Topologies

BUS : 가장 기본적 형태, 전송통로에 컴퓨터 연결

Star : Central Hub에 가지치기 형식

Tree : Bus + Star

Bus

LAN을 공유하는 NODE들은 정보를 공유함 -> 동시에 정보 공유 어려움

전송통로 길이 제한 O

-> BUS-BUS 연결 BY(Repeater / Bridge)

# Repeater

lan 2개를 서로 연결해줌. -> 하나의 bus처럼 만들어줌(bus 확장 효과)

신호를 증폭시켜 다른 곳으로 데이터 전송

# Bridge

Repeater와 역할 비슷

but, 정보를 받을 node의 위치를 구분할 수 있음

충돌을 줄여줄 수 있음

Star

Central Hub를 통해 정보 공유

동시 정보 공유 어려움

# Hub

Repeater와 역할 비슷 but, 한번에 여러개를 연결할 수 있음

Hub–Hub 가능

# Switches

Bridge와 비슷

각 node들의 위치 파악 가능 -> switch는 hub와 같이 가지치기 형식임 -> 동시에 정보 전송 best

MAC

신호 충돌 시 해결

contention : 가장 효율적이 MAC방법

-> 데이터 전송 -> 충돌 발생 -> 멈춤 -> 회피방법 찾기

# CSMA/CD, ETHERNET

유선 LAN의 대표적 기술

충돌 감지 -> jam signal을 보내 각 node에 충돌 사실 알림 -> binary exponential back off algorithm을 통해 충돌난 node 중 어떤 것을 먼저 보낼지 선택

# binary exponential back off algorithm

충돌 발생 시 node들의 전송 우선순위를 정하기 위한 알고리즘

range(2**충돌횟수)만큼의 slot 중 각 node들이 random하게 숫자 선택

작은 수를 선택한 node가 우선

-> slot에서 같은 숫자 선택 시 충돌 횟수 +=1

10 < 충돌횟수 < 16 -> 2**10 => max(slot) == 1023

충돌횟수 >16 => 전송실패 메시지 & 전송 중지

○WLAN

Characteristics of Wireless LANs

Infraraed transmission

- 신호가 벽을 통과하지 못함 -> secure

Radio transmission

- 2.4GHz, 5GHz사용 -> 누구나 사용할 수 있는 주파수 ->신호세기에 제한

Ad-hoc network

- 기지국 없이 MS끼리 network형성

Infrastructure network

- 기지국을 통한 통신

# BSS

- AP 전송범위 안의 단말기기

- BSS는 유선으로 연결되어있음

Basic Operation Procedure

Synchronization

-> 주기적으로 beacon신호를 보냄 -> 단말기들이 AP와 signal을 맞추게함

Channel scanning

-> 기지국이 있는 영역에 들어온 단말들이 신호를 찾음 (passive scanning / Active scanning)

Authentication and Association

-> 기지국 선정 후 연결 시도

Data transfer

-> 연결 이후 기지국 통해 데이터 전송

IEE 802.11 Standard – MAC

충돌을 해결하기 위함

DCF using CSMA/CA(mandatory)

필수적으로 사용되어야하는 MAC Protocol

충돌을 피하자 (탐지 cant)

csma/cd와 비슷함. but 충돌 전에 slot에서 random하게 숫자를 뽑음 -> 작은 숫자가 우선 순위

Power Management

무선기기는 배터리가 중요함

배터리 효율을 높이기 위해 power saving mode 사용

# power saving mode

- ide 상태보다 전력사용량 낮음.

# data[].attributes.body
# 4-1장
[LAN & WLAN]

I. Local Area Network

1. LAN Topologies

(1) Bus

-가장 기본적인 LAN의 형태.
-LAN은 한 노드가 데이터를 보내면 안에 있는 모든 노드들이 데이터 정보를 듣는다. 자신이 수신자인지 아닌지 봄.

-길이의 제한이 있음 → repeater라는 device 사용.

-repeater : 받는 즉시 증폭해서 신호 세게해서 뿌리는 역할.

(2) Tree

-버스 여러개

(3) Star

-hub를 사용하여 연결.

-hub는 수신지가 어딘지를 봄.

-bus와 비슷하다.

-hub 여러개 쓰면 확장 가능하다.

2. MAC

-동시에 데이터를 보내면 충돌이 발생한다. 이걸 해결하는 방식.

(1) round-robin 한번씩 순서를 줘서 돌린다.

(2) reservation 미리 예약

(3) contention 가장 효율적인 방식. 일단 데이터 보내고 충돌이 일어나면 감지하고 멈춤. 충돌을 어떻게 회피할거냐.

3. CSMA/CD, Ethernet

-CSMA/CD 유선 랜의 대표적인 기술

-CSMA: 데이터를 보내려고 하기전에 누가 보내고있는지 살펴봄. 누가 보내고 있으면 기다림

-CS: 아무도 사용 안하면 데이터 전송

-collision detection되면 전송 중단. Jam signal로 충돌을 알림.

-충돌 일으킨 노드들의 순서를 정하는것: binary exponential back off algorithm

4. Binary Exponential Back off Algorithm

-충돌 일으킨 노드가 A,B가 있으면 중지 → Random number {0, 1}를 고름. 0이 우선순위가 높음.

-A가 0을, B가 1을 고르면, A가 먼저 전송하고 B는 안보냄.

-만약에 똑같이 0이나 1을 고르면 충돌 발생 → selection이 2^n 으로 증가함. {0, 1, 2, 3}을 고른다.

→ 16번째 충돌이 일어나면 전송이 중지됨.

5. Bridge

-Bridge는 주소까지 본다. 만약에 station1이 Station 10에 보내면 bridge는 주소를 보고 밑에까지 안감.

-Repeater는 주소 안봐서 밑에까지 뿌린다.

-포트 2개

6. Switches

-주소를 보고 server 1에게만 보냄. 반면 hub는 다른 것들도 다 들음.

-포트 여러개

II. Wireless LAN (Wi-Fi)
1. Wireless LANs 특징

-무선. Local이라 넓은 지역 커버 못함. Room, building에 많이 설치됨.

-2개의 기술 : Infrared transmission (적외선), Radio transmission)

-2개의 모드 : Infrastructure network mode, Ad-hoc network mode

2. Infrared & Radio transmsission

2-1) Radio (현재 방식)

-누구나 사용할 수 있는 주파수 대역.

-전송 세기에 제한을 받음 (한 사람이 엄청나게 쎈 신호를 보내면, 다른사람한테 방해가 되기 때문에)

-가까운 지역에서만 사용 가능.

-벽을 통과함.

2-2) Infrared

-벽을 통과하지 않아서 secure함.

3. Infrastructure and Ad-hoc networks

3-1) Infrastructure (현재방식)

-기지국을 통해서, 유선으로 연결됨. 기지국과 함께 통신가능

3-2) Ad-hoc

-기지국 없음. 스스로 알아서 network만듦. 화살표 = 전송범위 안에 있다. 기기들이 도와줘서 보냄. 만약에 한 기기가 없어지면 전송이 다른데로 감.

-어려운 네트워크.

-Infra가 없는 재난상황 or 전쟁때 쓰임.

4. Network Architecture

(1) Infrastructure network

-BSS (Basic Service Set) : 기본적인 단위. AP와 그 전송 범위 안에 있는 단말기. 유선으로 연결되어있음.

-ESS (Extended Service Set) : 인접한 기관에서 만든것.

-각자 AP안에 있는 BSS에서 기지국과 단말들이 통신한다. 이 데이터는 유선을 통해 외부로 나갈수도 다른 BSS로 갈 수 있다.

(2) Ad-hoc network

-IBSS (Independent Basic Service Set) : 기지국 없음. 자율적으로 IBSS라고 불리는 것을 만들어서 통신함.

5. Basic Operation Procedure

(1) Synchronization

-기지국이 있는 곳에 가면 AP는 주기적으로 Beacon이라는 신호를 보낸다. 새로운 녀석들에게 자기정보를 알려준다.

-Timestamp : 동기화 시키려고 clock에 대한 정보를 줌. 단말들이 자기와 sync를 맞추게 한다.

-Beacon Intervla : 얼마마다 becon signal을 보낼지에 대한 주기를 알려준다.

-SSID : 자신의 아이디를 알려준다. (wifi 틀면 ollehwifi, eduroam 이런거)

-Channel number : 어떤 channel을 쓰는지.

(2) Channel Scanning

-기지국에 있는 곳에 단말이 오면, 하는 일임. 방식 2가지

-passive scanning : Beacon 신호가 올때까지 기다린다. 채널을 바꿔가면서 기다린다. 얼마만큼 기다릴지는 표준에서 정해진다. 낭비가 심함.

-active scanning : 내가 먼저 기지국이 있는지 물어본다. 주변에 있는 모든 AP를 검색함. 그리고 자기한테 가장 좋은걸 선택함. 주변에 있는 기지국 찾는 과정.

(3) Authentication & Association

-Association : active scanning으로 가장 좋은 기지국을 선정하면, 연결시도 함.

-Authentication : 암호를 요청하면 암호를 넣음.

-암호와 맞으면 associaion 연결됨. 자기의 단말을 기지국 DB에 넣고 저장.

6. IEEE 802.11 Standard (와이파이 표준)

-표준에 따라서 제조업체들이 wifi의 lan카드를 제조한다.

-기지국 access point의 역할 : 단말은 802.11 와이파이로 데이터 받고, 이더넷을 통해서 데이터를 전송함.

-2개의 프로토콜을 다 이해하고 있다.

7. 802.11 - protocol layers

-Physical layer : 신호를 만들어서 보낸다.

-MAC layer : 데이터 보낼때 충돌이 일어나는지 아닌지 확인.

-Original 802.11의 표준 최대속도가 2Mbps

-3가지 버전 (2 Radio + 1 Infrared)

FHSS, DSSS 방식 2가지 + Infrared

8. IEEE 802.11 Standard - MAC

-동시에 데이터를 보낼 때 충돌 확인. 해결하는 protocol도 여러개가 있음.

-DCF using CSMA/CA (mandatory만 설명)

9. Waiting Time Control - IFS

-우선순위를 정함. SIFS, DIFS만 사용.

IFS (Inter-frame space) 앞에와 뒤에 시간 차이를 두겠다.

(1) SIFS : 조금 기다림. 우선순위 높음.

(2) DIFS : 많이 기다림. 우선순위 낮음.

10. DFWMAC-DCF using CSMA/CA

-필수적으로 쓰여야하는 MAC protocol.

-CA (collision avoidance) 충돌 아예 안일어남. CD는 detection안됨.

-pg.38 예시. 5개 station과 AP(기지국)이 있다.

① station이 데이터를 보냄. 수신지는 다 AP임.

② Station1이 화살표 시점에서 데이터를 보낸다. CSMA 해서누가 보내나 안보내나 듣는다. DIFS만큼 기다림. data를 보냄.

③ Station 1의 Frame 시간에 Station 2,3,4가 데이터를 보내려고 하는데 보내지 않음. 누가 보내고 있어서.

④ Frame을 받으면 AP가 ‘A’ 응답 메세지를 보냄. 이게 우선순위가 먼저 있음.

⑤ DIFS 기다렸다가 Station 2,3,4이 다 보내면 충돌이 일어난담. 바로 보내지 않고, 랜덤 backoff time을 정한다. (0~31중 하나)

⑥ Station2는 9를 잡고, Station3는 4를 잡고, Station4는 6을 잡았음. Station3이 가장 짧게 기다리니까 frame을 보냄.

⑦ station 2,5 번개모양. 둘이 동시에 전송해서 충돌이 일어남. collision detection안됨. A가 안옴. 실패했기 때문에.

⑧ Backoff number를 새로 잡음 (0~63 중 하나)

# 4-2장
1. power management

-유선망에 연결되면 움직이지 않아서 전기를 안정적으로 공급받음. wifi는 돌아다니면서 쓸 수 있어서 배터리가 중요함.

-ex) 스마트폰이 배터리가 빨리 닳는 문제.

-이를 해결하기 위해서 power management라는 protocol을 만듦.

-power saving mode를 정해놓음. 데이터 보내거나 받지 않을때에는,완전히 자는것처럼 배터리를 거의 안씀.

-두가지 방식 : Static, Adaptive이 있음. 이 중 adaptive 방식이 쓰임.

2. Power Saving Mode

-awake : 깨어있는 상태. full power로 data 보내거나 받음. idle한 상태.
-sleep : 끄기 직전의 mode. 일정 시간 이후 깨어나는 mode. sleeping mode.

3. Power measurement result (pg.47)

-PSM type을 봐야함. adaptive 방식을 사용.

-중요한것은 데이터 받을때(RX), 보낼때(TX). 오히려 받을때 전력을 많이 씀.

-idle listening : 받지도 보내지도 않을때도 꽤 많은 전력을 쓴다.

-sleeping mode : 배터리를 거의 안씀. 이게 power saving의 취지.

4. Adaptive PSM

-기지국이 beacon을 주기적으로 보냄. 오는 데이터가 없으면 sleeping mode. 이 모드 동안은 device가 데이터를 받을수도 보낼수도 없음.

-데이터를 보내면 access point가 buffer를 저장해놓음.

-beacon 2번째 보낼 때, TIM이라는 set을 해놓음. ‘너한테 보내는것이다’ 하고 알려줌. device가 ‘준비됐다. 보내달라’ 하면 Data를 보낸다.

-데이터 한 개 받고 tail time만큼 기다린다.

-기다리는 사이에 더이상 데이터가 없으면 sleeping mode로 들어감. sleeping mode에 들어간다고 알려줘야함.

-tail time안에 새로운 packet이 오면 tail time이 연장됨. 또 다른 packet이 올지 안올지 기다림.

5. Rate Adaptaion

-Wifi 전송방식. 무선 네트워크는 거리 멀어지면 신호 세기가 작아짐. 단말 가까이 있으면 신호가 세서, 빠른 속도로 통신함. 멀리있으면 신호가 느려서 에러가 자주 일어남. 낮은 속도로 통신함.

6. IEE 80.211 standards

(1) 802.11b

-max data rate : 11 Mbps & 2.4GHz

-rate shifting: 4개의 거리에 따라서, 4단계로 전송이 이뤄짐(1,2,5.5,11)

(2) 802.11g

-max data rate : 54 Mbps

-Backward compatible : 802.11b와 같은 주파수라서, 비사용자도 g와 통신가능.

(3) 802.11a

-5GHz에서 작동

(4) 802.11n

-max data rate : 600 Mbps

-듀얼밴드. 2.4GHz, 5GHz 다 지원.

-속도가 늘어난 이유는 MIMO, 모듈레이션 기법들.

(5) 802.11ac

-max data rate : 거의 7Gbps

-5GHz 하나로 씀. 2.4안씀

-multi-user MIMO.

(6) 802.11ax

-촘촘하게 wifi 기지국이 많을 때의 상황. 최대 속도로 통신을 만들게 해준다. 훨씬 더 빠른 속도로 통신이 가능함.

# data[].attributes.body
1. LAN & WLAN

1. LAN topologies

1. Bus

repeater

2. Star

hub

3. Tree

bus + star

2. Repeater vs Hub

1. Repeater

2 ports

2. Hub

multiple ports

3. MAC(Medium Access Control)

1. round-robin

2. reservation

3. contention

how to detect collisions

how to recover from collisions

4. CSMA/CD vs Ethernet

1. CSMA/CD

MAC protocol

Carrier sensing

Detecting a collision, it sends "jam signal".

Using the binary exponential back off algorithm, it attempts to transmit again.

2. Ethernet

LAN technology

5. Binary exponential back off algorithm

collision이 발생한 각 데이터에 2^n까지의 랜덤한 수를 부여하고, 그 만큼의 시간동안 데이터 전송을 중지하는 알고리즘.

6. Bridge

From one physical network to another

Checking destination address of the transmitted data.

7. Difference between Bridge and Switch

the number of ports

8. WLAN

1. Characteristics

restricted in diameter

no special permission or license needed

operated by individuals

2. Transmission technologies

Infrared transmission -> rarely used

Radio transmission

3. Network modes

Infrastructure network mode

Ad-hoc network mode

9. Radio transmission

Typically use license free ISM bands

at 2.4 and 5GHz

Signal strength limited

Through walls

10. Infrastructure vs Ad-hoc networks

1. Infrastructure

No direct communication between nodes

Communication between AP and nodes

BSS

2. Ad-hoc

No AP

Each node directly communicating with another

IBSS

in the absence of infrastructure ex) during war ..

11. Basic operation Procedure

1. Synchronization

keeping all the clients synchronized with AP

AP periodically transmits Beacon Frames

2. Channel scanning

required for MS to find and join a BSS network

Passive scanning

Active scanning <- currently used

3. Authentication and Association

1. Authentication

MS selecting the best AP with channel scanning

2. Association

4. Data transfer

12. Beacon Frame

Timestamp

Beacon interval

SSID

Channel number

Capability info

13. IEEE 802.11 standard

1. physical layer

sending signals

1 or 2Mb/s

3 versions

FHSS

DSSS

Infrared

2. MAC

solving collisions

DFWMAC-DCF using CSMA/CA

mandatory

cannot detect collisions during Wireless

used to decrease the possibility of collision

using the random backoff algorithm

14. Power Management

1. Providing sleep mode

2. Modes

1. Awake

1. Tx: receiving data

2. Rx: sending data

3. Idle: neither receiving nor sending data

2. Sleep

1. off all or some parts of device

2. neither receiving nor sending data

3. consumes very low power

3. Two power saving modes

1. Static PSM <- rarely used

2. Adaptive PSM

모바일 디바이스가 beacon을 받고 올 데이터가 없으면 슬리핑모드로 들어감.

Fully operation에서 sleeping 모드로 들어가서 그래프가 저렇게 하강하는 것.

슬리핑모드 사이에 AP에 데이터가 들어옴. 기지국이 버퍼를 해놓음. 모바일 장치가 깨어날 때까지.

비콘을 보낼 때, TIM 세팅을 하는데. 비콘 메시지의 일부분임. TIM에는 AP가 모바일 장치에 보낼 데이터가 있다는 것을 알려주는 역할.

모바일 장치가 준비됐다고 하면 AP가 데이터를 보냄. 몇개인지는 모르고. 받음. 기다리면 두번째 패킷이 옴. 또 기다림. tail-time 만큼 기다림. 기다리는 사이에 더이상 데이터가 없으면 슬리핑 모드로 들어감.

Tail time 안에 새로운 패킷이 오면 그러면 Tail time이 연장됨.

Tail time 내에 데이터가 오지 않으면 그제서야 슬리핑 모드에 들어간다고 AP에 알리고 슬리핑 모드로 들어감.

Tail time도 회사마다 다르고 길이는 적용 장치사용처에 따라 다름.

15. Rate Adaptation

무선 네트워크에선 거리가 멀어짐에 따라 신호가 약해짐.

가까이에 있는 단말은 신호가 세서 빠른 속도로 통신을 함. 멀리 있으면 에러가 자주 발생해 낮은 속도로 통신하게 됨.

16. IEEE 802.11 standards

IEEE 802.11b

IEEE 802.11a/g

IEEE 802.1111n

IEEE 802.11ac

IEEE 802.11ax

# data[].attributes.body
[AIoT 4-1장]
- LAN Topologies: bus/star/ring/mesh/tree/point-to-point
- bus/tree
transmission -> through medium
heard by all stations
- repeater
no logical isolation of segments
collide(different segments send at the same time) -> MAC
2 ports(in-boosted out)
- vs hub
multiple ports
- star
station connected directly to central node(hub)
physically star logically bus
- MAC(medium access control): controlling access to the shared transmission media
- contention(random access): detect collisions/recover from collisions
- ex) Ethernet, CSMA/CD
1 if the channel is busy/idle -> wait until idle/transmit
2 compare message -> not the same -> assume collisions/stop
3 detects collision -> send jam signal
all nodes are aware
4 stop -> wait time "binary exponential back off algorithm"
- binary exponential back off
after collision #n -> A,B select time slot among {0,1, ... , 2^n-1}
- bridge: examines frame header -> selectively forwards frame (-> destination address)
isolates collision
- vs switch
- WLAN
- infrared/radio trasmission
- radio
license free ISM, 2.4/5GHz
penetrate walls
- infrastructure/Ad-hoc network mode
- infrastructure
nodes <-> access point(AP-> bridge to wired network)
{[AP(access point)->BSS(basic service set)]
-> DS(distribution system)}
-> ESS(extended service set)
-> portal
-> BSS/외부
- operation
- synchronization: synchronize with AP(->beacon frames)
- channel scanning: passive < active scanning
- authentication & association
- data transfer
- IEEE 802.11 standard
DLL LLC
MAC
PHY 2.4Ghz|infrared|a/b/g/n/...
- MAC
- waiting time control - IFS(inter frame space)/SIFS<PIFS<DIFS
- DFWMAC(mandatory)-DCF using CSMA/CA
[AIoT 4-2장]
- power management
- static < adaptive PSM
- power state: awake/sleep
- power consumption: RX > TX
- adaptive: tail time -> sleep
- rate adaptation (dynamic rate shifting): d ↑ signal strength ↓

# data[].attributes.body
질문.
1. cell structure에서 cell끼리 주파수가 같으면 간섭이 일어나서 인접한 지역은 다른 주파수를 설정한다고 했는데, 모든 사람들이 2.4ghz 의 주파수로 WIFI를 쓰면 간섭이 안일어나나요?

2. 데이터 통신을 위한 일반적인 frequency band은 정해져있나요?

수업 내용.

LAN & WLAN

local area network :LAN

segment : connect.

repeatrer :  1 connect 1

hub :

two or more transmitting nodes - > collision

solv -> random access mac protocol

contention ( random access )

csma : carrier-sense multiple access

cd : collision detection

after aborting, it waits a random amount of time “binary exponential back off algorithm”

transmission tech : infrared transmission

network modes : infrastructure network mode  - no direct communication. need AP ( access point) - 유선.

IEEEE 802.11 standard - MAC

power management

sleeping mode

power saving mode - adaptive PSM

rate adaptation.

IEEEE 802.11 standard

modulation 기법의 발달. speed up.

# data[].attributes.body
4-1장. LAN & WLAN

[질문]
강의노트 46p에서 두번째 Awake mode에서 Sleeping mode로 들어가기 전에는 AP에게 Null frame을 보내서 Sleeping mode로 들어가는 것을 알려주는데, 첫번째 Awake mode에서 Sleeping mode로 들어갈 때에는 Null frame을 보내지 않는 이유가 궁금합니다.

LAN
: 한 노드가 보내는 것을 Bus 안에 있는 모든 노드가 함께 듣는 것 -> 수신지가 아니면 무시하고, 맞으면 받게 됨
Tree
: Bus에서 선을 따다가 연결된 방식

Repeater

Bus 길이에 제한이 있기 때문에, Repeat를 이용해서 Bus와 Bus를 연결시킴 => 버스가 확장되는 효과

신호를 받는 즉시 증폭해서 다른 Segment에 뿌리는 역할

Segment와 Segment 2개만 연결

Hub

포트가 여러개

MAC
한 녀석이 데이터를 보낼 때 다른 녀석이 보내면 충돌(통신 실패) => 동시에 데이터를 보낼 수 없음

round-robin : 한번씩 순서를 줘서 돌리는 방식

reservation : 미리 예약

contention : 그냥 보내고 충돌이 일어났다면 충돌을 감지해서 충돌 회피

CSMA/CD

CSMA : 함께 쓰는 매체에 누가 사용중인지 아닌지 체크

CD : Collision이 Detection되면 보내고 있는 노드들은 보내는 것을 중단하고, 충돌이 일어났다는 것을 다른 노드들한테 알리고(jam signal) 마침

Binary Exponential Back off algorithm
: 충돌을 일으킨 노드들이 0과 2의 충돌횟수(<16) 승 사이의 random number를 골라서 우선순위의 노드가 데이터를 먼저 전송할 수 있게 해주는 알고리즘

Bridge

주소까지 봐서 충돌을 덜 일어나게 하는 디바이스

2개의 LAN을 연결하는 MAC 주소까지 보는 디바이스

Switch

주소를 보고 노드에 데이터를 보내므로, 동시 전송 가능 => 효율↑

비쌈

포트가 여러개 있어서 꽂아 쓰는 방식

Infrared transmission

벽을 통과하지 않아서 secure함

Radio transmission

2.4, 5GHz(누구나 사용할 수 있는 주파수 대역)의 ISM bands에서 사용

가까운 지역에서만 사용 가능

벽 통과

Infrastructure network
: 각자 AP 안에 있는 BSS에서 기지국과 단말들이 통신하는 구조
Ad-hoc network
: 기지국 없이 자기들끼리 알아서 네트워크를 만들어서 보내는 방식

Synchronization
: 어떤 기지국이 있는 곳에 가면 AP는 주기적으로 비콘과 신호를 보내서 새로운 녀석들한테 자기 정보를 알려줌

Timestamp : 나한테 동기화시키기 위해 clocks에 대한 정보를 주면서 단말들이 자기와 sync를 맞추게 함

Beacon signal 주기를 알려줌

자신의 아이디(SSID: BSS마다 있는 아이디)를 알려줌

channel number 등의 정보 알려줌

Channel Scanning
: 주변에 어떤 기지국이 있는지를 찾는 과정

Passive scanning

: 채널을 바꿔가며 비콘 신호가 올 때까지 기다림

Active scanning

: 채널에서 먼저 기지국이 있는지 물어보고, 짧은 시간 안에 답변이 오지 않으면 주변에 있는 모든 AP를 검색해서 가장 좋은 것을 선택

Authentication
: 맞는 암호를 쳐 넣으면 Association(연결) 절차에 들어감
Association
: 단말을 DB에 넣고서 서비스를 해주게 됨

802.11 - Physical layer
: 신호를 보내는 역할

802.11 - MAC layer

: 데이터를 보낼 때 충돌이 일어났는지, 충돌이 일어나면 그걸 어떻게 푸는지 등에 대해 중요한 역할

우선순위가 높은 트래픽은 짧게, 낮은 트래픽은 길게 기다리게 해서 데이터를 보내는 방식으로써 충돌이 일어났을 때 문제를 해결

DFWMAC(DCF using CSMA/CA)
: Collision Detection이 아예 안돼서 충돌 확률을 줄이는 것

충돌을 줄이기 위해 random number만큼 기다리게 함

4-2장

Power Management
: 데이터를 보내거나 받지 않을 때에 거의 꺼놓은 것처럼 배터리를 거의 쓰지 않는 상태로 전환해서 배터리를 save

Power Saving Mode
: 데이터를 보내거나 받지 않을 때에도 거의 꺼놓는 상태인 Sleeping 모드로 바꾸는 것

Adaptive PSM

Rate Adaptation
: 가까이 있는 단말은 신호가 세서 빠른 속도로 통신하게 하고, 멀리 있는 단말은 신호가 느려서 낮은 속도로 통신하게 하는 것

IEEE 802.11 standards - IEEE 802.11b

Max data rate : 11 Mbps

거리에 따라 1, 2, 5.5, 11 Mbit/s 단계로 전송 이뤄짐

IEEE 802.11 standards - IEEE 802.11g

Max data rate : 54 Mbps

11Mbps와 Backward compatible

IEEE 802.11 standards - IEEE 802.11a

Max data rate : 54 Mbps

5 GHz bands

IEEE 802.11 standards - IEEE 802.11n

Max data rate :  600 Mbps

2.4 GHz or 5 GHz band (dual band)

IEEE 802.11 standards - IEEE 802.11ac

Max data rate :  6.9 Gbps

5 GHz band

IEEE 802.11 standards - IEEE 802.11ax

: WiFi 기지국이 촘촘하게 많을 때, 최대 속도로 통신을 만들게 해주는 표준

# data[].attributes.body
4장 LAN & WLAN

1. LAN

1) Local Area Network

- 한 노드가 보내는 것은 모든 노드가 듣는다. 수신자인지 확인하고 수신자면 받고 아니면 버림

2) LAN의 종류

- Bus

(1) 길이의 제한이 있어 Repeater를 두어 버스와 버스 사이를 연결함

(2) Repeater를 하면 여러개의 노드를 한 노드라고 인식한다. (즉 모든 노드가 다 듣는다.)

(3) 동시에 데이터를 보낼 수 없다. (충돌이 난다.)

(3) Repeater는 증폭장치다.

(4) Hub는 Repeater와 하는 일은 비슷하지만 포트가 더 많다.

- Star

(1) 버스와 비슷하게 동작한다.

- Ring

- Mesh

- Tree (Bus + Tree와 합친 느낌)

- Point-to-Point

3) MAC

- BUS나 Star종류에서 데이터를 동시에 보낼때 충돌 나는것을 막기위한 방법

- MAC: 데이터를 보내고 충돌이 나면 멈추고 회피하는 방법을 찾음

(1) Ethernet

(2) CSMA/CD

- 누가 사용하는지 체크를 한다. (CSMA)

- 만약 충돌이 나면 다른 노드들에게 알린다. (CD)

- 충돌이 일으킨 노드들이 누가 먼저 보내게 할것인지 순서를 정함 (binary exponential back off algorithm)

4) binary exponential back off algorithm

- 충돌이 일어난 두 노드들을 {0, 1} 랜덤한 값을 준다.

- 0이면 가장 우선

- 만약 같은 값이 나오면 2^n ({0,1,2,3})개로 랜덤한 값을 늘려 다시 선택하게 한다.

- 1024개까지(10번 까지만)만 개수를 늘리고 총 16번 충돌하면 에러를 보낸다.

5) Bridge

- 2개의 LAN만 연결한다. (Layer2)

- Repeater와 비슷

- 같은 라인만 수신을 받고 Bridge를 통과하면 주소를 파악해 다음 라인에 없으면 데이터를 보내지 않음

6) Swiches

- Hub와 비슷

- 주소를 본다.

2. Wifi

1. Wifi의 기술

- Infrared transmission: 표준에는 되어있지만 사용하지 않은 기술

(1) 벽을 통과하지 못함

- Radio transmission: 우리가 흔히 사용하는 기술

(1) 2.4 GHz and 5GHz (ISM bands)

(2) 누구나 사용할 수 있는 주파수

(3) 전송 세기의 제약을 둠

(4) 벽을 통과함

2. Wifi의 모드

- Infrastructure network mode : 우리가 흔히 사용하는 모드

(1) 기지국을 통해 통신을 한다.

- Ad-hoc network mode: 표준에는 정의 되어있지만 사용하지 않는 모드

(1) 기지국이 없다.

(2) 멀리 있는 장치에 데이터를 보내려면 직접 보낼 수 없기 때문에 통신이 가능한 device들을 통해 전달됨

(3) 재난상황, 전시상황에 사용한다.

3. Infrastructure network

- BSS가 한 단위

- ESS:  BSS가 유선으로 연결되어 있고 인접한 한 기관에서 만든 것

- AP안에 있는 BSS에서 기지국과 단말들이 통신을 함

- 데이터들은 유선으로 외부로 갈 수 도 있고 다른 BSS로 갈 수 있다.

4. ESS

- Synchronization

(1) AP에서 주기적으로 Beacon이라는 신호를 준다.

(2) Teimestamp: clocks에 대한 정보를 주면서 단말들이 싱크를 보냄

(3) Beacon의 주기를 알려줌

(4) SSID라는 ID를 알려줌 (network name)

(5) channel number를 줌

- Channel Scanning

(1) Passive Scanning

- 비콘신호를 올때까지 기다림

- wifi는 각자 다른 채널을 사용하는데 번호를 바꿔가며 기다림,

- 채널은 많은데 wifi 개수가 적으면 시간낭비가 많이 일어난다.

(2) Active Scanning

- 모든 AP를 검색하여 channel을 바꿔가며 주변 기지국을 찾는다.

- 많이 사용한다.

- Authentication & Association

(1) Active Scanning으로 가장 좋은 기지국을 찾아내면 Authentication 하고 (암호가 있으면 복호화 하고) 연결 절차에 들어감 자기의 단말 정보를 DB에 넣어 서비스를 해준다.

- Data Transfer

4. IEEE 802.11 Standard

- 기지국 access point는 한 쪽은 ethernet, 한 쪽은 wifi 연결 될 수도 있다.

-  Ethernet, Wifi의 protocol을 둘 다 이해할 수 있다.

- 802.11 Physical Layer

(1) 신호를 보내는 Layer

(2) 2Mb/s

(3) 3개의 방식

- Radio transmission(FHSS, DSSS)

- Infrared transmission

- 802.11 MAC layer

(1) 데이터를 보낼 때 충돌을 일어나는지, 충돌이 나면 문제를 해결

(2) DCF using CSMA/CA (mandatory)

- SIFS: 우선순위가 높은 트래픽은 조금 기다리게 한다.

- DIFS: 우선순위가 낮은 트래픽은 많이 기다리가 한다.

- 유선은 CSMA/CD은 무선에서 안된다.

- 충돌 확률을 현저히 낮추기 위함

- 데이터를 하나 보내고 보내는 동안 충돌이 나면 SIFS -> AP에서 성공 신호(ACK) -> DIFS 시간을 보낸 후 backoff (random number 유선에선 2개부터 시작, 무선에선 31개부터 시작) -> 만약 backoff에서 충돌이 난다 -> ACK 못 받고 DIFS 시간을 보낸 후 backoff (random number 62개)

- Power Management

(1) 유선랜은 배터리로 동작하지 않으나 wifi는 배터리가 필요하고 중요함

(2) power saving 모드

- 데이터를 주고 받지 않을 때에는 배터리를 거의 쓰지 않는 상태로 전환

- static PSM: 거의 사용하지 않음

- Adaptive PSM: Awake, Sleep모드 (데이터를 받을 때 배터리를 많이 쓴다.)

- Rate Adaptation

(1) IEEE 802.11b

- 2.4GHz

- 11Mbps

(2) IEEE 802.11g

- 2.4GHz

- 54Mbps

(3) IEEE 802.11a

- 5GHz

- 54Mbps

- g와 비슷한 시기에 나옴

(4) IEEE 802.11n

- 2.4GHz or 5GHz

- 600Mbps

- MIMO, 모듈레이션 기법들을 통해 속도를 높임

(5) IEEE 802.11ac

- 5GHz

- 6.9Gbps

- MIMO, 모듈레이션 기법들을 통해 속도를 높임

(5) IEEE 802.11ax

- 촘촘하게 와이파이 기지국이 많은 상황에서 최대속도로 지원

# data[].attributes.body
ch4-1. - LAN & WLAN
Repeater : BUS와 BUS 연결
Hub : Port 다수, Tree 구조 유사

통신 신호 충돌(BUS)의 해결 방안으로 MAC

Bridge : 주소까지 확인해서 거를 것과 보낼 것을 판단 ~ 충돌방지

Radio transmission : 신호세기 강함, 거리짧음 ex) wifi

Infrastructure network : 기지국o
Ad-hoc network : 기지국x, 재난상황 사용

SSID - network name

Passive scanning - 신호를 기다림(수동적)
Active scanning - 신호를 먼저 확인하고 신호를 보냄(능동적)

SIFS 기다림 짧음
DIFS 기다림 김

ch.4-2
Power Management
- 데이터를 보낼 때보다 오히려 받을 때 전력사용량이 더 높음
-Awake ~ fully powered
-Sleep ~ 전력사용량 극히 적음

Power Saving Mode
-Adaptive PSM ~ 비콘을 받은 뒤 받을 데이터가 없으면 sleep 모드로 전환/ sleep 모드 중에는 데이터가 들어와도 버퍼

IEEE 802.11 표준 ~ 기존보다 개선된 표준들이 등장하고 있음. (가장최근 ax)

# data[].attributes.body
Chap 4 LAN & WLAN

LAN Topologies

Bus : 가장 기본적인 형태, 리피터를 이용해서 버스끼리 연결

리피터 vs 허브

하는 일은 거의 비슷, 포트가 많은게 허브

star 가지치기 방식

ring 옛날에 많이 쓰던 방식

mesh

tree

point-to-point

MAC

round-robin : 한번씩 순서를 부여하여 작동하는 방식

reservation : 미리 예약을 하는 방법

contention : 가장 효율적인 방식, 보내고 충돌 일어나면 어떻게 회피 할 것인가

CSMA/CD : MAC protocol, 충돌 감지 및 처리

Ethernet(유선 랜의 대표적인 기술) : LAN technology

Bridge

주소까지 보고 전달, 랜 끼리 연결

Switch

bridge와 비슷, 동시에 전달 가능

Wireless LAN

좁은 지역에서 사용

Radio transmission

많이 사용됨, 누구나 사용 가능, 벽 통과 가능

Infrastructure network mode

많이 사용됨, 기지국 중심

ad-hoc network

기지국 없이 전송

Synchronization

기지국이 있는 곳에 가면 AP는 주기적으로 비콘 신호를 보냄

Channel Scanning

passive : 그냥 기다림, 시간 낭비 발생

active : 시간 낭비 줄이기 위해 주변 기지국 스캐닝

Authentication

암호 인증

Association

암호 입력 시 기지국에 접속

IEEE 802.11 Standard

Physical layer : 신호를 보냄

Mac layer : 충돌 방지

Waiting Time Control

SIFS : 조금 기다림, 우선순위 높음

DIFS : 많이 기다림, 우선순위 낮음

Power Management

유선 랜에서는 피시나 노트북 쓰는데 배터리로 동작하지 않지만

와이파이는 어디든 사용하는거라서 배터리가 중요함

배터리가 빨리 닳는게 문제 -> 데이터 송수신하지 않을 때 배터리 절약하는 방법

sleeping mode 라고함

Rate Adaptation

거리가 멀어지면 세기, 통신속도가 약해짐

먼 거리는 낮은 전송속도 사용함

# data[].attributes.body
1. 배운점
<LAN Topologies>
- Tree = bus+star
- LAN은 한 노드가 보내는 것을 다른 노드들로 함께 듣는다. 본인이 수신자인지 아닌지를 보고 수신자면 수신하고 아니면 무시 → 동시에 보내면 충돌이 일어나 통신 실패; 해결책으로 MAC
- Bus : 전송 통로에 전송할 데이터를 올리면 연결된 모든 노드가 듣게 됨. 하지만 길이의 제한이 있음 → 해결책 : repeater
- Repeater : 버스와 버스를 연결 (버스의 확장), Repeater는 전송통로에 올려진 데이터를 다른 전송 통로로 전해줌. 마치 하나의 선으로 연결된 것처럼.
- Hub와 Repeater의 차이 : hub는 포트 n개, repeater는 포트가 2개
- Tree는 bus를 여러개 연결한 것
- Hub도 서로 연결 가능

<MAC : 충돌 관리>
- round-robin : 순서대로 전송 기회를 부여
- reservation : 전송하고자 하는 station은 미리 time slot을 예약
- contention : 가장 많이 쓰는 방식. 일단 보내도 충돌이 발생하면 감지해서 회피 → 이런 MAC 프로토콜로 만든 게 Ethernet

<CSMA/CD>
- Carrier-sense : 누가 보내고 있는지 감지한 다음 누가 보내고 있으면 전송하지 않음
- 만일 동시에 전송하게 되면 충돌을 감지하여 멈춤 + jam signal 전송
- 그다음, 누굴 먼저 보낼 것인지를 결정하는 binary exponential back off algorithm 사용

<Binary Exponential back off algorithm>
- 처음 충돌이 일어나면 station A와 B는 집합 {0,1} 중 random number, 즉 time slot을 고르며 숫자가 작은 쪽이 우선순위를 가진다.
- 만일 같은 숫자를 고르게 되면 time slot의 집합 원소의 개수가 2*2개로 증가하며 위의 과정을 반복한다.
- 집합 원소의 개수가 1,024개가 될 때까지 반복하며 이후로는 증가하지 않는다.
- 16번 충돌하면 전송에 실패했음을 컴퓨터에 보고하고 전송을 중단한다.

<Bridge>
- Bridge는 목적지를 파악해서 해당 주소가 포함된 통로로 데이터를 전송
- 충돌을 더 피하기 좋음

<Bridges vs Switches>
- Switches는 주소를 읽고 보내는데 동시에 여러 전송 과정 동작 가능(포트가 여러개)
- Bridge는 2개를 연결(LAN-LAN), (Hub-Switch)
- 스위치, 허브, 브릿지 등을 Layer 2 device라고 함

<Wi-fi(WLAN)>
-2가지의 전송 기술(Infrared 전송과 Radio 전송)과 2가지의 네트워크 모드(Infrastructure와 Ad-hoc)

<Infrared & Radio 전송>
- Infrared 전송 : 고속 데이터 전송이 가능하지만 벽을 통과하지 못함
- radio 전송 : 누구나 쓸 수 있는 대역이기 때문에 다른 전자기기들의 간섭을 받을 수 있음,벽 통과

<Infrastructure & Ad-hoc network>
- Infrastructure network : 모바일 노드 간의 직접 통신이 아닌 access point(AP)과 노드 간의 통신. BSS(하나의 AP로 통제되는 stations 집합)를 기본 단위로, BSS와 BSS 간을 하나의 ESS로 연결하는 DS. BSS 간 handoff가 보장되도록 표준화되어 있지만 활용 X
- Ad-hoc : AP 없이 각 노드들이 서로 물리적으로 연결될 수 있다면 직접 통신(목적지까지 multiple hops 필요)

<Infrastructure>
- Synchronization : AP는 주기적으로 Beacon 신호를 전송, 이 신호에는 Timestamp(mobile station의 시계를 AP의 시계와 동기화시키기 위한 정보), beacon의 주기, ID(SSID) 등이 포함되어 있다.

<Channel Scanning>
- Passive scanning은 ap의 beacon을 수신받기까지 채널을 바꾸며 계속 기다리는 것. 낭비가 심하다.
- Active scanning은 ms가 채널을 바꿔가며 ap를 찾기 위한 frame을 계속 전송하는 것

<Authentication & Association>
- MS가 가장 좋은 AP를 선택하면, 인증과정을 거친다.
- ms는 선택된 ap를 향해 association request frame을 전송하고, ap는 허가 여부를 답한다. 연결이 이루어지면 ap는 client를 database에 추가한다.

<CSMA/CA>
- SIFS < PIFS < DIFS 짧을수록 우선순위가 높다.
- station1이 데이터를 보내고자 하면 일단 DIFS의 대기 시간 후 전송하기 시작한다. 전송 중 station2, station3, station4가 보내고자 하는 것은 대기, 전송이 완료된 후 AP에서 ack 신호를 보내려 하므로 SIFS의 대기 시간 후 전송하게 한다. station2,3,4의 데이터를 전송하기 전에 다시 DIF의 대기 시간을 가지고, Binary exponention back off algorithm을 통해 우선순위(backoff time)를 정한다. ‘2’가 9, ‘3’이 4, ‘4’가 5를 골랐다면 ‘3’이 우선순위를 가진다. backoff time은 데이터를 보내지 않을 때, 그리고 IFS 중이 아닐 때 흘러간다. 만일 충돌이 발생한다면 일단 끝까지 전송을 하되, ACK이 오지 않으므로 전송이 실패했음을 알 수 있다. contention window size를 늘려 backoff time을 재설정한 후 재시도한다,

<Power Management>
- Static PSM은 거의 쓰지 않음
- Awake : Tx(보낼 때), Rx(받을 때), Idle(송수신X)
- Sleep : 끄기 직전 상태
- Idle 상태일 때도 꽤 많은 에너지가 소비됨 → sleep mode로 전환해야함

<Adaptive PSM>
- AP의 Beacon을 받고 이후 Mobile device는 sleep mode로 전환(Beacon의 주기 정보는 Beacon에 포함) 다음 Beacon을 받기 전, 그사이에 온 데이터는 대기시킴. 다음 Beacon에 포함된 TIM을 준비시킴 → 보낼 패킷이 있음을 알려줌 → sleep mode로 전환하지 않고 Null frame을 전송하여 받을 준비가 되었음을 알림 → Data 하나를 보내고 수신 → Tail-time만큼 awake 상태로 대기 → 그사이 Data 하나가 더 전송됨 (수신) → Tail-time만큼 대기 → 대기 중 추가 데이터가 전송되면 수신 → Tail-time 연장(대기) → 대기 중 추가 데이터가 없으면 sleep mode로 전환

<Rate Adaptation>
AP 가까이에서 신호가 강할 때는 빠른 속도로 통신, AP 멀리서 신호가 약할 때는 (reasonable한 SNR를 유지하기 위해) 느린 속도로 통신

# data[].attributes.body
AIoT 4-1 강

LAN Topology에는 크게 6가지가 있다. 그중에서 우리가 주로 다를 것은 Bus, Star, Tree구조다.

Bus/Tree 구조에서 알아야할 것 : Repeater

*Repeater : 버스 구조는 한 노드 안의 모든 기기가 신호를 받는다. 이때, 노드의 길이는 제한이 있으므로 리피터를 사용해 버스끼리 연결이 가능하다. 즉, Bus의 확장이 가능하다.

Star 구조에서 알아야할 것 : Hub

*Hub vs Repeater : 둘다 하는 일은 비슷, 포트가 더 많은 게 Hub다. 리피터는 받는 즉시 신호를 증폭해서 보낸다.  Star구조는 구조상, bus와 달리 포트가 많은 hub를 사용한다.

MAC (Medium Access Control) : 신호의 충돌을 해결하기 위한 제어 방식

round-robin

reservation

contention (random access) : 가장 효율적인 방식, Ethernet

CSMA/CD, Ethernet

CSMA/CD : MAC Protocol

Ethernet : LAN Topology

충돌 방지 원리 : 채널이 혼잡하면 한가해질 때까지 기다린다. 채널이 한가해지면 전송. 만약, 충돌이 발생하면 전송을 중지하고 jam signal을 보낸다. 만약 충돌이 또 발생하면 “binary exponential back off algorithm”을 사용하고 전송을 재시도한다.

Binary Exponential Back Off Algorithm : 충돌이 처음 발생하면 0과 1 중에 랜덤한 숫자를 할당해 우선순위가 더 높은(숫자가 낮은) 신호를 먼저 전송한다. 만약, 같은 랜덤 숫자를 할당받아 또 충돌이 발생하면 개수를 2의 지수배로 늘려 4, 그다음은 8, 16 이런 식으로 랜덤 숫자의 개수를 늘린다. n이 10일때까지 증가하며, 11일 때부터는 그대로 1024개 중 랜덤한 숫자를 할당한다. 만약, 충돌이 16번 발생하면 그때는 전송실패로 간주한다.

Bridge : 신호의 주소를 파악해 보내려고 하는 곳의 위치가 아닌 곳으로는 신호를 전송하지 않는다. repeater에 비해 효율적이다.

Bridge vs Switch : Bridge는 MAC주소까지 본다, Switch(LAN Switch)는 hub와 같은 역할을 하지만 주소를 보고 목적지가 아닌 곳으로는 신호를 전송하지 않는다. 즉, 더 효율적이다.

Wi-Fi : 전송 방식에 따라 적외선 전송과 radio 전송으로 나눌 수 있고, 네트워크 모드에 따라 인프라 네트워크 모드와 Ad-hoc 네트워크 모드로 나눌 수 있다.

Infrared transmission : 신호 세기 강함

Radio Transmission : 2.4GHz와 5GHz사용, 전송 세기의 제한을 받아 가까운 지역만 가능

Infrastructure network : BSS 단위, AP안에 있는 BSS안에서 기지국과 단말들이 통신, 데이터는 유선을 통해서 외부로 갈 수도 있고 다른 BSS로 갈 수도 있음

Ad-hoc network : 기지국 없어서 IBSS로 통신.

Synchronization : AP는 주기적으로 비콘. SSID, channel number 전송

Channel Scanning : 기지국에 단말이 오면 채널 스캐닝. 무선 STA가 무선 LAN에 join하기 위해 BSS를 찾는 행위.

Passive Scanning 방식 : AP에서 내보내는 비콘 신호를 listen하고 있는 것.

Active Scanning 방식 : probe request를 보내면서 AP를 찾는 것. 더 빠르다.

먼저 기지국 있는지 물어봄 -> 짧은 시간 안에 답변 없으면 다음 기지국에 신호 보냄 -> 이렇게 주변의 모든 AP를 검색 -> 가장 좋은 것 선택 (채널을 바꿔가며 주변에 어떤 기지국이 있는지 찾는 과정, 요즘은 모두 액티브 스캐닝 사용)

Authentication : 암호 요청

Association

IEEE 802.11 (Wi-Fi)는 MAC, PHY Layer 두개로 이루어져 있다. 각 레이어는 아래와 같은 역할을 한다.

Physical Layer : 1~2Mb/s의 속도로 신호를 보냄

MAC Layer : 데이터 충돌의 유무를 판별, 날 경우 어떻게 풀지 결정

AP(access point) : 기지국, 두 개의 프로토콜을 모두 이해하고 변역해줌.

IFS, SIFS, PIFS, DIFS 중에서 SIFS와 DIFS만 보자. 조금 기다리는 SIFS가 DIFS보다 우선순위 더 높음. 우선 순위는 ACK, SIFS, DIFS으로 높다.

CSMA/CA(Collision Avoidance)  CD는 무선에서 안 됨. 따라서 CA사용. 충돌 확률을 줄여보자.

Q1 질문. 강의노트 38페이지를 보면, station1이 데이터 프레임을 전송하는 동안, station3, 4, 2 순으로 전송 요청이 들어왔다. 그 후, random으로 할당된 backoff time을 보면 station3, 4, 2순으로 우선순위가 빠르게 할당이 되었는데 이건 실제로 3, 4, 2 순으로 요청이 와서 그렇게 할당된 것인가? 만약 station3의 숫자가 4나 2보다 커서 우선순위에 밀리게 될 수도 있는가??

AIoT 4-2 강

Power Mangement는 왜 필요한가? 무선으로 들고 다니는 기기가 많아진 요즘, 상시 전원을 공급할 수 없기에 배터리를 아끼는 것이 중요하다.

이때, PSM(Power Saving modes)를 사용하여 기기의 전력을 아낄 수 있다. 일반적인 상태(Awake)는 full power를 사용하는 반면, sleeping mode를 사용하면 전력을 많이 아낄 수 있다. PSM에는 Static PSM과 Adaptive PSM이 있다. 이 중, Adaptive PSM은 sleep mode를 유지하다가 패킷이 도착하면 슬리핑 모드를 해제하고 데이터를 받는다. 그 후, tail-time만큼 기다리는데 이때 만약 패킷이 도착하면 데이터를 받고, 다시 처음부터 tail-time만큼 기다린다. 그 기간동안 데이터가 도착하지 않으면,  sleeping mode에 들어간다는 사실을 알린 후, sleeping mode 로 돌아간다.

Rate Adaptation : 기지국(AP)은 가까울수록 신호가 강하고, 멀리 떨어질수록 신호가 약하다. 거리에 따라 통신속도가 달라져 발생할 수 있는 에러를 방지하기 위해, 먼 거리는 낮은 전송속도를 사용한다. 802.11x(x는 a,b,g등)는 각 표준에 맞는 전송속도를 사용한다.

IEEE 802.11 standards - IEEE 802.11 b/g/a

b:2.4GHz, 11Mbps

g:2.4GHz, 54Mbps, b에 비해 약 5배 증가

a:5GHz, 54Mbps, g와 달리 5GHz사용

n:2.4GHz, 5GHz Dual Band, 600Mbps

ac:5GHz, 6.9Gbps, MIMO, 256QAM을 이용해 전송 속도를 높일 수 있었음.

ad/af

ax:훨씬 빠른 속도

아래는 추가로 보충해서 공부한 것

CSMA (Carrier Sense Multiple Access Protocol)

CSMA/CD (Collision Detection)은 유선에서만 가능하다. 무선은 불가능하다. 전송 중에 충돌이 발생하면 전송을 중단한다. 그리고 random한 시간을 기다린 후에 다시 전송을 진행한다.

Ethernet : 1-p CSMA + CD

CSMA/CA : CD는 무선에서 사용할 수 없다. 따라서 CA를 사용해 충돌 확률을 줄인다.

CSMA/CD와 마찬가지로 모든 터미널들이 medium(channel)을 듣고 있음. 만약, 채널이 혼잡하면 현재의 전송이 끝날 때까지 기다림. 그 다음 추가로 사전에 결정된 시간만큼 기다림. 그 다음 random num을 골라 전송 전에 기다림. 만약, 이 시간(backoff time)에 다른 터미널이 전송할 경우, 터미널은 카운터를 멈춘다. 다른 터미널의 전송이 끝나면 +DIFS만큼 기다린 후 카운터 재가동, 카운터가 0이되면 전송 재시작 가능

DCF(Distributed Coordination Function) : SIFS, PIFS, DIFS같은 것들. CSMA/CA 프로토콜, 다른 IFS(Inter Frame Space)를 사용해 트래픽을 구별짓는다. delay시간으로 우선순위를 정한다.

# data[].attributes.body
4장
LAN & WLAN
LAN(Local Area Network)

Lan Topologies 종류
Bus, Star, Ring, Tree, Mesh, Point to Point

Mesh는 Bus와 Star가 합쳐진 구조
위의 3구조가 많이 쓰임

LAN: 한 노드가 보내는 것을 그 안에 속한 모든 노드가 듣는 것 => 본인이 수신자이면 듣고 아니면 무시

Repeater : Bus와 Bus 를 연결시켜줌(다리 역할)
=> Bus를 확장하는 역할 => 신호를 받아 증폭시켜 전달함 => port가 2개로 2개의 다리를 연결

Hub
port의 개수가 많은 repaeter 역할
star의 구조를 만듦

MAC(Medium Access Control)
양쪽에서 신호 전달시 repeater에서 일어나는 충돌을 해결하기 위한 방식

1. round - robin : 한 번씩 순서를 주어 전달
2. reservation : 미리 예약을 하여 전달
3. contention : (가장 효율적) 그냥 보내고 충돌이 일어나면 이를 해결하는 방식을 찾아 해결
(ex) CSMA/CD, Ethernet)

CSMA: 데이터를 보내기 전에 미리 보내는 중인 데이터가 있는지 확인하고 보내는 중인 데이터가 없으면 전송하는 방식

CD: 만약 동시에 전송이 발생하여 충돌이 일어나면 이를 다른 노드들에게도 알리고 전송을 중단
이후 충돌한 부분에서 어떤 노드의 신호를 먼저 보낼 것인지 정함 (binary exponential back off algorithm)

binary exponential back off algorithm:
충돌한 A와 B에 2^n개의 숫자 중의 임의의 숫자를 부여해서 앞의 숫자를 가진 노드의 신호를 먼저 보내는 방식

Bridge
Bus 2개가 연결된 구조(repeater와 비슷한 구조)
각 노드의 주소를 알고 있어 신호를 보내는 것을 판단하고 보내야 하는 신호를 정해주는 Device

Switch
Hub+Bridge

Wireless LAN (WiFi)

2개의 transmission 존재
infrated/Radio
Radio를 주로 사용

2개의 mode 존재
infrastructure 기지국으로 소통하는 방식으로 주로 사용됨
ad-hoc 기지국이 없이 소통하는 방식으로 통신하기 어려워서 전쟁이나 재난 중에 사용

Radio
2.4GHz, 5GHz => 누구나 사용 가능한 주파수
=> 누구나 사용가능하기 때문에 너무 센 신호는 받지 못 함 => 가까운 지역만 사용가능=> 벽통과 가능

Basic Operation Procedure
WiFi가 동작하는 단계

1. Synchronization
AP가 주기적으로 Beacon이라는 신호를 보낼 때. 새로운 것이 생기면 자신의 정보를 주고 얼마나 보낼지와 이름을 알리고 채널을 보냄

인사와 소개하는 과정

2. Channel scanning
passive scanning 신호가 오길 기다림 모든 신호를 받을 때까지 오래 걸림
Active scanning
먼저 신호를 보내서 기지국을 검색함
그 중 제일 좋은 곳을 선택=> 주로 사용

3. Authentication & Association
암호를 입력하고 맞으면 연결

4. Data transfer
데이터 전송

Power management
무선 인터넷을 이용하는 것에 있어서 문제인 배터리 문제를 해결하기 위한 방식

Power saving mode
절전모드 느낌

Buffer에 저장하기 위해 주기적으로 일어나고 데이터가 없으면 sleep모드로 배터리 아낌

Tailsleep: sleep에 들어가기 전에 데이터가 오는지에 기다리는 시간
=> 이 시간이 길면
장점: 데이터를 충분히 받을 수 있음
단점: 그만큼 배터리 소모가 큼

=>이 시간이 짧으면
장점: 배터리를 아낄 수 있음
단점: 특정 beacon에서 받아야할 데이터를 다음 beacon에 받는 경우가 생김

거리에 따라 신호가 다르기 때문에 Rate Adaptation이 발생

시간이 지남에 따라 많은 양의 전송을 할 수 있게됨

# data[].attributes.body
Ch4. LAN & WLAN
1. LAN (Local Area Network)
1) Topologies
- Bus, Star, Tree 등
- 모든 node에서 신호를 받을 수 있음
- Repeater vs. Hub
: 포트 2개 vs. 여러개
: repeater나 hub를 활용하여 bus 확장 가능
: bus 여러 개면 tree, hub에 연결되면 star

2) MAC
- 동시에 신호를 보내면 충돌이 발생할 수 있기 때문에
- Contention(Random access)
: 충돌이 발생하면 감지하고 어떻게 해결할지?
: Ethernet
*CSMA/CD : CSMA/ Collision Detection
*아무도 안 보내고 있으면 전송하지만 충돌이 발생한다면 보내는 것을 중단하고(jam signal), 충돌 발생한 노드끼리 누가 보내게 할거냐 결정 ---> Binary Exponential backoff algorithm
*random으로 숫자를 고른 후 작은 숫자가 먼저 전송됨
*만약 같은 숫자를 고르면 2^n개에서 숫자 고름
* 16번 충돌하면 전송 실패

3) Bridge & Switch
- 주소를 파악한 후에 알맞은 station으로 전송
: 동시 전송이 가능해지므로 효율이 좋음
- Bridge는 포트 2개, switch는 여러개

2. WLAN (Wireless LAN : Wi-Fi)
1)
- radio transmission
: ISM bands at 2.4GHz, 5GHz
: 누구나 사용 가능하지만 전송 세기에 제한
- infrastructure network mode
: 기지국(AP)들이 유선으로 연결되고 기지국의 통신 범위 내에 mobile node들이 위치
: BSS - AP와 전송 범위 내의 단말들

2) 동작 단계
<Synchronization - Channel Scanning - Authentication and Association - Data Transfer>
-Synchronization
: AP가 beacon 신호를 전달
: Beacon신호는 timestamp, 신호 전달 주기, SSID, channel number을 포함
- Channel Scanning
: Passive Scanning- beacon signal올 때까지 그냥 기다림
: Active Scanning - 어떤 기지국이 있는지 찾아서 Probe-Request (물어봄)
- Authentication & Association
: 암호 입력 후 인증하고 연결
- Data Transfer

3) Wi-Fi의 표준 protocol : IEEE 802.11
- Protocol layer : physical + MAC (Data Link layer의 일부)
- MAC -> DCF using CSMA/CA
: SIFS - 우선 순위가 빨라서 짧게 기다림
: DIFS - 우선 순위가 낮아서 길게 기다림
: CSMA/CA : CSMA/ Collision Avoidance
--> 무선에서는 collision detection 불가능 하다!
1. 누가 보내나 일정 시간 기다린 후 없다면 frame 전달
2. SIFS 만큼 기다리고 AP에서 Ack 전달
3. 대기하고 있던 데이터들은 backoff algorithm을 이용
4. 만약 동시에 전송되서 충돌이 발생한다면 ack가 오지 않으므로 전송실패로 간주되고 다시 backoff algorithm을 이용

4) Power Management
- battery 닳는 문제를 해결하기 위해 데이터를 보내거나 받지 않을 때는 거의 꺼놓는 것처럼 유지
-> Adaptive PSM
- Awake(Tx, Rx, Idle) vs. Sleep
- 동작 원리
: beacon signal을 받고 올 데이터가 없다면 sleep 모드
: 일정 시간 이후 다시 AP에서 beacon signal을 보내면 AP의 buffer에 저장되어 있던 packet들을 받은 후 tail-time이 지난 후 까지 더이상 전송이 안온다면 다시 sleeping mode로 전환

5) Rate Adaptation
- AP에서 멀어질 수록 신호 세기가 약해지고 error는 증가하므로 낮은 속도로 데이터를 전송함
- IEEE 802.11b : 2.4GHz band, 11Mbps
- IEEE 802.11g : 2.4GHz band, 54Mbps
- IEEE 802.11a : 5GHz band, 54Mbps
- IEEE 802.11n : 2.4, 5GHz band(dual band), 600Mbps
- IEEE 802.11ac : 5GHz band, 6.9Gbps
- IEEE 802.11ax : 속도 더 빨라짐
*속도 빨라진 이유? MIMO, Modulation기법 발전

# data[].attributes.body
4-1장
LAN Topologies
• Bus/ Tree
: 랜은 한 노드가 들으면 같은 통로의 다른 노드들도 함께 들 수 이밖에 없는 형태로 구성 됨. repeater를 통해 버스와 버스를연결시키는것이 가능. 그러면 버스가 확장 되는 효과가 생김.
Repeater: 한 segment에 모인 신호를 다른 segment에 전송하는 디바이스

MAC: 누가 먼저 데이터를 보낼지 순서정하는 것.
Round-robin : 한번씩 순서를 돌리는 방법
Reservation : 미리 예약 하는 방법
Contention : 가장효율적인 방법. 그냥 보내고 충돌이 일어나면 그 충돌을 어떻게 피할거냐

CSMA/CD : 유선랜 대표적인 기술. 함께쓰는 매체의 사용중을 알아보는 것.

Bridge : 주소를 파악해서 충돌을 덜하게 만드는 디바이스
Switch : 주소를 파악하여 sensor에 데이터를 전송하는 디바이스

Wifi
넓은 지역을 커버하지 않고, 룸, 건물과 같은 작은 지역을 커버함.
보통 쓰는 것이 radio transmission.

Infrared & radio transmissions
:누구나 사용가능하고, 벽을 통과함

Infrastructure network - basic operation procedure 기본동작구조
1.synchronization : 기지국이 있는 곳에선 AP는 주기적으로 beacon 이라는 신호를 전송하여 자신의 정보를 알려줌. 와이파이 이름.
2.Channel scanning : 기지국이 있는곳에 단말기가 가까워지면 하는 동작으로 주변에 기지국을 찾는 과정
-passive scanning : beacon 신호가 올 때 까지 기다리는 것. 낭비가 심함.
-active scanning : 기지국이 있는지 물어보고 짧은시간에 답변이 안오면 패스하고 그 다음 기지국이 있는지 물어본다. 주변에 있는 모든 AP를 검색하고 자신에게 맞는 것을 찾는 것.
3.authentication and association : 가장 좋은 기지국을 찾으면 연결하려 시도함 암호가 있으면 인증을 해야함 이런 일련의 단계들을 말함.
4. Data transfer : 데이터 전송

IEEE 802.11
Physical layer : 신호를 보내는 것
Mac layer : 충돌이 일어났는지 여부 확인
Mandatory

SIFS , DIFS  기다리는 시간

CSMA/CA : 충돌환경을 줄이자.

4-2 장

Power management : 배터리 문제를 해결하기 위한 protocol
Awake : full power로 데이터를 보냄
Sleep : 끄기 직전의 모드

Power saving mode -adaptive PSM
데이터를 주고 받지 않을 때 꺼놓은 것처럼 배터리를 사용하지 않은 상태로 전환
Tail time 회사마다 다르게 적용함.

Rate adaption (dynamic rate shifting)
IEEE 802.11 표준
이후 다양한 표준들이 등장. 속도가 매우 빠르게 발달.
11b :11Mbps /2.4GHz
11g :54Mbps
11a : g와 같지만 5Ghz
11n: 600Mbps

# data[].attributes.body
4장 LAN & WLAN

LAN : 버스에서 리피터라는 디바이스를 사용해서 버스와 버스를 연결

HUB vs Repeater

허브에서 선을 따다가 다른 장치와 연결 / 허브와 버스가 별 차이가 없다.

MAC : 동일 허브내에서 한 장치가 보내면 다른장치가 못보내고 충돌이 일어난다.

이를 방지하기 위해 만들어진 시스템

CSMA/CD, Ehternet

- 유선랜의 대표적인 예

- 데이터를 보낼려고 하기 전 누가 보내고있으면 보내지 않다가 다 보내면 데이터를 보낸다.

* 누가 보내는지 체크하는 기능 CSMA / 누가 보내고 있으면 보내는 것을 중단 CD

- 충돌을 일으킨 노드중 누가먼저 보낼건지 판단하는 알고리즘이 있다.

collision 1 > A,B중에서 {0,1} 중 랜덤으로 선택해서 0이 먼저 전송

collision 2 > A,B중에서 {0,1,2,3} 중 랜덤으로 경우의수 > 2^2개

....

collision 10 > ... {0~1023} 2^10개

collision 11 > ... {0~1023} 2^10개

>>16번 충돌 일어나면 전송이 일어나지 않고 종료

Bridge

리피터자리에 브릿지가 있다면, 브릿지가 주소를 파악해서 해당주소가 포함된 곳에 보낸다.

Switch

허브는 모든 노드에 전송하지만, 스위치는 해당주소에만 보낸다.

브릿지는 두 개의 랜을 연결하는 / 스위치는 포트가 여러개있어서 꼽아서 사용하는

WIFI - 무선으로 쓰는 차이가 있다. 넓은 지역을 커버하지 못하고 룸이나 일부지역에서 사용

두 개의 모드와 테크톨로지 존재

흔히 사용하는 technologe : Radio transmission + Infrastructure network mode 사용중

우리가 쓰는 모드 > 기지국을 통해 통신이 가능한 구조

Ad-hoc network 기계끼리 직접전송 불가 (재난상황, 전쟁중에 쓸 수 있는 구조)

infrastructure network

- BSS : 기본적인 단위 유선으로 연결

- 인접한 한 기관에서 만드는 BSS집합 = ESS

infrastructure network 단계 (ex 우리가 흔히 WIFI잡는 과정)

1. Synchronization

AP는 주기적으로 비콘이라는 신호를 보내서 새로운 녀석에게 자기정보를 알려줌

얼마나 한번 비콘시그널을 보낼지에 대한 주기, 자기의 ID를 알려줌

2. Channer Scannig

기지국 있는 곳에 단말기가 오면 Channer Scannig을 한다.

* Passive scannig

WIFI가 각자 다른 채널을 쓰기 때문에 채널을 바꿔가며 기다린다.

만약 채널이 20개 있고 거기에 WIFI가 한두개 있어도 20개를 기다려야 하기 때문에 오래걸림

* Active scanning (주로씀)

주변에 있는 모든 ap를 직접 검색해서 채널을 바꿔가며 자기가 가장 좋은 것을 선택

3. Authentication(인증)

- 암호를 요청하면 인증을 해야하는 절차에 들어가야 한다.

- 자기의 단말을 그 기지국DB에 넣고 서비스해준다.

4. Data transfer

- 절차 완료후 기지국을 통해 데이터를 전송

WIFI 표준 : IEEE 802.11 Standard

- 제조업체도 이에 맞춰 제작

- MAC, PHY레이어의 표준을 정함

- physical layer 신호를 보내는

- mac : 충돌이 일어나면 어떻게 푸는지

MAC : 데이터 전송충돌시 대처할 프로토콜

- IFS(기다리는 시간) SIFS,<PIFS<DIFS

- CSMA/CA

* CD가 아니고 CA : 무선은 CD가 안됨

* 5개의 스테이션과 데이터, 수신지는 AP

Power Management

- 스마트폰 배터리 빨리닳는거 방지하기 위해 만든 프로토콜

- power saving modes (배터리를 거의 쓰지 않는 상태로 전환)

* (1) static PSM / adaptive PSM (주로쓰는방식)

Power measurement result

- 데이터를 받을 때 전력을 오히려 많이 씀

- 아무것도 하지 않을 때 은근히 전력 많이 씀

- Sleep모드시 거의 1/15만큼 줌

Adaptive PSM *

Rate Adaptation( = dynamic rate shifting)

- 가까이 있는 애들은 신호가 세기 때문에 높은 통신 / 멀리있는 애들은 약하게 통신

4장 LAN & WLAN

LAN : 버스에서 리피터라는 디바이스를 사용해서 버스와 버스를 연결

HUB vs Repeater

허브에서 선을 따다가 다른 장치와 연결 / 허브와 버스가 별 차이가 없다.

MAC : 동일 허브내에서 한 장치가 보내면 다른장치가 못보내고 충돌이 일어난다.

이를 방지하기 위해 만들어진 시스템

CSMA/CD, Ehternet

- 유선랜의 대표적인 예

- 데이터를 보낼려고 하기 전 누가 보내고있으면 보내지 않다가 다 보내면 데이터를 보낸다.

* 누가 보내는지 체크하는 기능 CSMA / 누가 보내고 있으면 보내는 것을 중단 CD

- 충돌을 일으킨 노드중 누가먼저 보낼건지 판단하는 알고리즘이 있다.

collision 1 > A,B중에서 {0,1} 중 랜덤으로 선택해서 0이 먼저 전송

collision 2 > A,B중에서 {0,1,2,3} 중 랜덤으로 경우의수 > 2^2개

....

collision 10 > ... {0~1023} 2^10개

collision 11 > ... {0~1023} 2^10개

>>16번 충돌 일어나면 전송이 일어나지 않고 종료

Bridge

리피터자리에 브릿지가 있다면, 브릿지가 주소를 파악해서 해당주소가 포함된 곳에 보낸다.

Switch

허브는 모든 노드에 전송하지만, 스위치는 해당주소에만 보낸다.

브릿지는 두 개의 랜을 연결하는 / 스위치는 포트가 여러개있어서 꼽아서 사용하는

WIFI - 무선으로 쓰는 차이가 있다. 넓은 지역을 커버하지 못하고 룸이나 일부지역에서 사용

두 개의 모드와 테크톨로지 존재

흔히 사용하는 technologe : Radio transmission + Infrastructure network mode 사용중

우리가 쓰는 모드 > 기지국을 통해 통신이 가능한 구조

Ad-hoc network 기계끼리 직접전송 불가 (재난상황, 전쟁중에 쓸 수 있는 구조)

infrastructure network

- BSS : 기본적인 단위 유선으로 연결

- 인접한 한 기관에서 만드는 BSS집합 = ESS

infrastructure network 단계 (ex 우리가 흔히 WIFI잡는 과정)

1. Synchronization

AP는 주기적으로 비콘이라는 신호를 보내서 새로운 녀석에게 자기정보를 알려줌

얼마나 한번 비콘시그널을 보낼지에 대한 주기, 자기의 ID를 알려줌

2. Channer Scannig

기지국 있는 곳에 단말기가 오면 Channer Scannig을 한다.

* Passive scannig

WIFI가 각자 다른 채널을 쓰기 때문에 채널을 바꿔가며 기다린다.

만약 채널이 20개 있고 거기에 WIFI가 한두개 있어도 20개를 기다려야 하기 때문에 오래걸림

* Active scanning (주로씀)

주변에 있는 모든 ap를 직접 검색해서 채널을 바꿔가며 자기가 가장 좋은 것을 선택

3. Authentication(인증)

- 암호를 요청하면 인증을 해야하는 절차에 들어가야 한다.

- 자기의 단말을 그 기지국DB에 넣고 서비스해준다.

4. Data transfer

- 절차 완료후 기지국을 통해 데이터를 전송

WIFI 표준 : IEEE 802.11 Standard

- 제조업체도 이에 맞춰 제작

- MAC, PHY레이어의 표준을 정함

- physical layer 신호를 보내는

- mac : 충돌이 일어나면 어떻게 푸는지

MAC : 데이터 전송충돌시 대처할 프로토콜

- IFS(기다리는 시간) SIFS,<PIFS<DIFS

- CSMA/CA

* CD가 아니고 CA : 무선은 CD가 안됨

* 5개의 스테이션과 데이터, 수신지는 AP

Power Management

- 스마트폰 배터리 빨리닳는거 방지하기 위해 만든 프로토콜

- power saving modes (배터리를 거의 쓰지 않는 상태로 전환)

* (1) static PSM / adaptive PSM (주로쓰는방식)

Power measurement result

- 데이터를 받을 때 전력을 오히려 많이 씀

- 아무것도 하지 않을 때 은근히 전력 많이 씀

- Sleep모드시 거의 1/15만큼 줌

Adaptive PSM *

Rate Adaptation( = dynamic rate shifting)

- 가까이 있는 애들은 신호가 세기 때문에 높은 통신 / 멀리있는 애들은 약하게 통신

# data[].attributes.body
AIoT 4-1장

● LAN Topologies

- Bus : 한 노드가 보내는 신호를 Bus에 연결된 모든 노드가 듣는 방식, 동시에 data를 보낼 수 없는 구조

Tree : 여러 Bus를 연결한 구조

Star

Ring

Mesh

Point-to-Point

Repeater : Bus와 Bus를 연결시켜주는 역할, Bus를 확장, 포트가 2개

Hub : 포트가 여려개, Tree 구조와 유사

MAC : Bus의 단점을 보완한 방식

- round-robin

- reservation

- contention : 충돌을 감지 후 충돌 회피방식을 탐색

● CSMA/CD, Ethernet

CSMA/CD : MAC protocol

Ethernet : LAN technology

작동방식 : 충돌이 감지되면 ‘jam signal’을 다른 노드들에게 보내서 전송을 중단시킴

Binary Exponential Back off Algorithm : 충돌을 한 노드들이 생기면 사용할 수 있는 slot의 수가 2n개 만큼 증가하는 Algorithm, 11번 충돌 후부터는 slot의 수가 증가하지 않고 16번 충돌이 일어나면 전송이 중단

Bridge : 주소값을 받아 입력된 주소로 data를 전송, 모든 장치에 data 전송x(Repeater와 유사)

Switch : 주소를 받아 입력된 주소로 data를 전송, 동시에 data 전송 가능(Hub와 유사)

● Characteristics of Wireless LANs

제한된 반경을 가짐

● Infrared & Radio transmissions

Infrared transmission

Radio transmission : 2.4GHz 와 5GHz의 주파수를 사용하는 누구나 사용가능한 transmission, 주파수의 세기가 너무 세면 다른 사람들에게 피해가 가기 때문에 세기에 제한을 받음

● Infrastructure and Ad-hoc Networks

Infrastructure network : 기지국 존재

- BSS

- ESS

Ad-hoc Networks : 기지국 존재x, Data를 직접 보낼 수 없음, 정해진 위치가 없어 data의 전송이 매우 어려움, 재난상황 혹은 전쟁상황에 사용

● Synchronization

Timestamp : 단말과 자신의 시간을 synchronize

Beacon signal을 얼마나 자주 보낼지 알려줌

SSID : 채널의 이름

Channel number 부여할 수 있음

● Channel Scanning

주변에 어떤 기지국이 있는지 찾는 과정

Passive scanning : Beacon signal이 올 때까지 기다리는 방식, 채널이 많고 Wifi의 수가 적으면 비효율적

Active scanning : 채널을 사용하는지 먼저 확인하는 방식

● Authentication & Association

Authentication : 암호를 인증

Association : 단말을 기지국에 연결시켜 서비스 제공

● IEEE 802.11 Standard

Wifi의 기준

● 802.11 – Protocol Layers

Physical layer : 신호를 보내는 역할, 최대속도 2Mb/s

- FHSS

- DSSS

- Infrared

MAC layer : 충돌이 일어나는지, 일어난다면 어떻게 해결할 것인지에 대해 정의

- DFWMAC (mandatory) : 첫 station에서 AP로 data를 전송하려고 할 때 CSMA를 진행 -> DIFS만큼 기다린 후 전송 -> 보내는 동안 여러 station에서 데이터 전송시도 -> data를 받았다는 신호가 우선순위가 높아 SIFS만큼 기다린 후 첫 station에 전송 -> 보낸 후 DIFS만큼 기다린 후 random backoff 시간만큼 더 기다린 후 우선순위에 맞게 데이터 전송

● Waiting Time Control - IFS

SIFS(Short IFS) : 우선순위가 높은 traffic의 waiting time

DIFS(DCF IFS) : 우선순위가 낮은 traffic의 waiting time

AIoT 4-2장

● Power Management

Wifi는 어디서든 사용가능하기 때문에 배터리가 빨리 닳음 -> 해결하기 위해 두 가지 power saving modes 존재

● Adaptive PSM

Awake : full power로 가동되는 mode

Sleep : 끄기 직전의 mode, 일정 시간 후 가동되는 mode

Mobile device에서 Access Point가 보낸 Beacon을 받음 -> 다음에 올 data가 없으면 sleeping mode로 전환 -> 그 사이 다른 data가 전송되면 기지국이 buffer시킴 -> 다음 Beacon을 보낼 때 TIM신호를 보냄 -> sleeping mode로 바로 전환되지 않고 buffer시킨 Data를 받고 Tail-time 후 sleeping mode로 전환

● Rate Adaptation (dynamic rate shifting)

가까이 있을 때는 신호가 세고 전송 속도가 빠름, 멀리 있으면 신호가 약하고 전송 속도가 느림

● IEEE 802.11 standards – evolution

IEEE 802.11b : 최대 11Mbps

IEEE 802.11g : 최대 54Mbps, 802.11b사용자도 11Mbps속도로 통신 가능

IEEE 802.11a : 최초 5GHz bands

IEEE 802.11n : 최대 600Mbps, 2.4Ghz 와 5GHz 듀얼밴드 지원

IEEE 802.11ac : 최대 6.9Gbps, 5GHz만 지원

IEEE 802.11ad/af

IEEE 802.11ax : Wifi 기지국이 촘촘하게 많을 때 최대속도로 지원

# data[].attributes.body
LAN & WLAN

Bus / Tree

가장 기본적인 형태 (Bus) - 연결한 것(Tree)

전송 통로에서 선(Segment)을 따서 만든 형태

모든 노드가 신호를 전달 받게 됨

리피터(Repeater)를 사용하여 Bus끼리 연결할 수 있음

리피터(Repeater) : 신호를 받는 즉시 증폭하여 전달

한 쪽에서 신호 발생 시 다른쪽에서 신호 X (충돌 발생)

Star

허브(Hub)에서 선을 따서 연결(별모양)

MAC(Medium Access Control)

버스에서 발생하는 충돌을 해결하는 방식

라운드 로빈 : 한번씩 순서를 줘서 돌리는것

미리 예약하는 방식

컨텐션베이스드 (가장 효율적)

CSMA/CD, Ethernet

CSMA/CD : MAC 프로토콜

사용여부를 확인하고 사용중이 아닐 경우 전송 (Carrier Sence)

충돌이 일어날 경우 ‘Jam signal(충돌신호)’를 다른 노드들에 전달 후 종료

전달 후, 충돌이 일어난 노드들 간 시작 우선순위 정함(Binary Exponential Back off Algorithm)

Binary Exponential Back off Algorithm

2의 n승으로 랜덤한 숫자를 선택, 16회 반복하였으나 해결되지않을경우 오류 처리 후 종료

Ethernet : LAN 기술

Bridge(브릿지)

버스를 연결하는 리피터의 역할 but 주소까지 알 수 있음

따라서, 불필요한 신호 전달을 하지않음 (충돌 예방)

Switch(스위치)

허브와 비슷한 모양, 여러개의 포트, 주소를 알고 전달 (충돌 발생 X)

Wireless LAN (Wi-Fi)

Transmission Technologies

Infrared transmission

Radio Transmission (주로 사용)

누구나 사용 가능(ISM bands at 2.4GHz & 5GHz)

벽을 통과 할 수 있음

Network modes

Infrastructure network mode (주로 사용)

기지국을 통해 통신할 수 있는 구조

AP에 속한 BSS간

Ad-hoc network mode

기지국이 없이 서로 통신 (IBSS : Independent Basic Service Set)

주로 재난, 전쟁과 같은 극한 환경에서 사용

Basic Operation Procedure

Synchronization

어떠한 기지국에 가면 비콘에서 주기적인 신호를 줌

Timestamp

비콘 시그널을 얼마마다 보내겠다

SSID 아이디를 알려줌

Channel Scanning

기지국이 있는곳에 단말이 오게되면 채널스캐닝을 함

Passive(수동적) : 비콘 신호가 올때까지 기다림 (대기 최대 시간은 표준으로 정해져있음)

Active(능동적) : 주변에 AP가 있는지 먼저 신호를 보내서 찾아냄

Authentication and Association

인증 및 암호

암호 입력 시 단말을 기지국의 데이터베이스에 넣고 서비스

Data Transfer

IEEE 802.11 Standard (Wi-Fi 표준)

제조사 및 기지국들이 표준에 맞추어 LAN카드 제조

802.11 - Protocol Layers

MAC layer : Carrier Sence, Jam signal, Binary Exponential Back off Algorithm

DFWMAC - DCF using CSMA/CA(mandatory)

Physical layer(legacy)

시그널 전송

최고속도 2Mb/s

2 radio (2.4 GHz : FHSS, DSSS), 1 IR (Infrared)

Waiting Time Control - IFS (대기시간으로 충돌 방지)

IFS (Inter-Frame Space)

SIFS (Short IFS) : 낮은 대기 시간, 우선순위가 높음

PIFS (PCF IFS)

DIFS (DCF IFS) : 높은 대기 시간, 우선순위가 낮음

DFWMAC - DCF using CSMA/CA

# data[].attributes.body
4강
LAN& WLAN

<BUS/Tree>
bus-매체들간의 전송 , 모두에게 전달,repeater로 bus간 연결 가능

#Reapeater
-LAN과 LAN을 연결해서 버스들을 이어준
#Hub vs Reapeater
hub는 여러개의 포트를 가지고 있음-hub로 연결한 것이 star, repeater는 두 개의 포트
역할은 거의 비슷하다

<MAC>
-동시에 전송해서 충돌이 일어났을 때의 해결 프로토콜

<CSMA/CD,Ethernet>
collision detection 되면 보내던것 중지, 다른 node들에게도 알림,
충돌 난것끼리 누구먼저 보낼지 순서 정하는 알고리즘->"binary exponential back off algorithm"

"Binary Exponential Back off Algorithm"
첫번째 충돌->a,b가 0과 1중 하나를 random 하게 고른다. 0부터 순서
두번째 충돌->같은 걸 고르면 0~3(2^2개)중 random number를 고른다
.....
2^10개까지 늘어나면 더이상 증가하지 않는다
16번째에 전송 실패 출력

<Bridge>
bus와 비슷하지만 주소까지 알고 있어서 충돌을 줄일 수 있음
<Switch>
hub와 비슷하게 생김, 하지만 주소도 본다. 따라서 동시전송가능, 주소로만 전송

<Wireless LANs의 특징>
전송 범위가 크지 않다
전송기술 2개->infrared ,Radio(주로 사용)
네트워크 모드 2개->infrastructure network mode(주로 사용),...

<Infrared&Radio transmissions>
radio transmission->누구나 사용가능한 주파수를 사용한다. 가까운지역만 가능,
전송세기에 제한이 있다.

<infrar~&Ad-hoc~>
infrar->기지국끼리 유선연결,

1.synchronization
기지국이 있는 곳에 가면 AP는 주기적으로 비콘이라는 신호를 보냄(자신의 정보/ clock에 대한 정보,
비콘 전송 주기/ 자신의 ID-이름,SSID/channel number,etc...

2.Channel Scanning:기지국 찾는 방식
-Passive scanning : 비콘 신호가 올때까지 기다림, 채널을 바꿔가면서(기다리는 최대 시간 있음)
->낭비가 심함 따라서 active scanning을 주로 사용

-Active Scanning : 채널을 바꿔가며 신호를 보내서 먼저 기지국이 있는지 확인,
주변 모든 AP를 검색

3.Authentication&Association
기지국 발견하면 연결 시도
암호를 요구하면 암호 입력, association 절차로 넘어감

4.datatransfer
기지국을 통한 데이터 전송

<SIFS&DIFS>
sifs-짧은 기다리는 시간
difs-긴 기다리는 시간

<csma/ca>
ca-collision avoidence
무선은 충돌 탐지 안되서 아예 충돌을 줄이는 방식

<power management>
무선은 배터리 관리가 중요 이 문제를 해결하기 위한 프로토콜
Adaptive PSM주로 사용-> data 송수신이 없을때 거의 꺼둔 것처럼 전환해서
배터리 절약(sleep)

<rate adaptation>
-> 무선은 거리가 멀수록 신호가 약해짐

# data[].attributes.body
4-1장

유선(Physical) LAN을 구성하는 토폴로지(Topologies)

LAN은 한 노드가 보내는 것을 내부의 노드들이 함께 듣는 형태로 구성 (==wi-fi) → 듣다가 자기가 수신자이면 받음

Bus

가장 기본적인 형태

하지만 노드 길이에 제한이 있음. 따라서 Repeater라는 device를 사용해서 버스와 버스를 연결 → 버스가 확장됨 → Tree

Repeater : 받는 즉시 신호를 증폭해서 뿌려줌

Repeater vs Hub

하는 일은 비슷함. 포트가 많은게 Hub

Star (디바이스에 가지치기 한것처럼)

Hub를 사용함

Ring

Mesh

Tree (Bus + Star)

Point-to-Point

Bus, Star, Tree 등 한 노드가 보내는 것을 내부 다른 노드들이 함께 듣는 형태로 구성되었다는 것은 즉 → 한 노드가 데이터를 보낼 때 다른 노드 또한 보내면 충돌 일어남 → 동시에 데이터를 보낼 수 없음

⬇️

MAC (Medium Access Control)

round-robin : 순서대로 돌아가면서

reservation

contention (random access)

그냥 보내되 충돌이 일어났다면 멈추고 그 충돌을 어떻게 회피할지

예시. Ethernet / CSMA/CD(유선 LAN의 대표 기술)

CSMA/CD : MAC protocol

CSMA (Carrier Sense) : 함께 쓰는 매체에 누가 사용중인지 아닌지를 체크 CD (Collision Detection) : 감지되면 보내던 것들을 중단하고 ‘jam signal’을 보내 충돌이 일어남을 알림

Ethernet : LAN technology

binary exponential back off algorithm

Bridges vs Switches

Bridge : 좀 더 똑똑해서 주소를 파악하여 처리

(LAN) Switch

port가 여러개로 hub와 비슷하게 생김

Wireless LAN (Wi-fi)

2 transmission technologies

Infrared transmission

벽 통과 X → 안전함

Radio transmission (우리가 쓰는거)

2.4 GHz ~ 5GHz : 누구나 쓸 수 있는 주파수 대역을 사용 → 전송의 세기에 제한이 있음 (한 사람이 엄청 센 신호를 보내면 다른 사람이 방해받기 때문) → 가까운 지역에서만 사용

벽 통과

2 network modes

infrastructure network mode (우리가 쓰는거)

기지국을 통해 유선으로 연결되어 있음

BSS (Basic service set) 단위

Ad-hoc network mode

기지국 없음 → 상당히 여려워 Infrastructure가 없는 전쟁중이나 재난 상황에서 사용함

IBSS (Independent basic service set 어려우니 통과!)

Infrastructure 모드로 Wi-fi가 동작하는 과정

Synchronization

어떤 기지국이 있는 곳에 가면 AP는 주기적으로 Beacon 신호를 보낸다

timestamp로 단말들과 싱크를 맞춤

Beacon 주기 설정

SSID (service set IDentifier)

Channel scanning

기지국이 있는 곳에 단말이 오면 channel scanning을 함

Passive scanning

beacon 신호가 올때까지 그냥 기다림

but 와이파이가 여러개 있으면 각자 다른 채널을 쓰기 때문에 채널을 바꿔가면서 기다린다 (최대시간 정해져있음)

채널이 20개인데 와이파이는 한두개 있으면 20개를 다기다려야 하기 때문에 낭비가 심함

Active scanning : 최근 대부분 active 방식

먼저 채널마다 기지국이 있는지 물어봄

Authentication and Association

active scanning 으로 가장 좋은 기지국을 선정하면, 거기에 Association(연결)하기 위해 시도

이때 암호(Authentication)를 요청할 수도 있음

Data transfer

와이파이 표준 :: IEEE 802.11 기준

기지국의 역할(유선으로 연결) = access point :: 두 개의 language를 모두 알아야함

802.11 - Protocol Layers

Physical layer (너무 어려우니 건너뛰어라!)

그저 신호를 signal로 만들어 보냄

최대 속도가 2Mb/s

MAC layer (동시에 데이터를 보낼 때)

데이터를 보낼 때 충돌이 일어났는지 안났는지, 만약 일어났다면 어떻게 해결하는지에 대해 중요한 역할을 함

DCF using CSMA/CA (Collision avoidance)

IFS (우선 순위가 높은 traffic은 조금만 기다림)

무선에서는 collision detectino이 안됨 → 따라서 충돌 확률을 최대한 줄여야함

5개의 세션과 기지국 → 데이터를 보낸다는 것은 AP를 통해서 → 수신지는 AP.

DIFS : 보내려는 시점의 Carrier sense (누가 보내나 안보내나 확인) → frame : 데이터를 보냄 → 다음 셋이 동시에 보내면 충돌 일어남 → random backoff time을 정해서 DIFS 만큼 기다린다

무선에서는 collision detection이 안됨

4-2장

Power Management

배터리 문제 해결을 위한 프로토콜

2 power saving modes (자는 것 처럼 배터리를 거의 사용 X)

static PSM (거의 안쓰임)

adaptive PSM

Awake (in active mode) 완전히 풀파워로 데이터를 보내거나(Tx) 받거나(Rx) idle한 상태로 남음)

데이터를 받을 때(Rx) 오히려 전력을 더 많이 씀

그리고 생각보다 Idle listening(받지도 보내지도 않을 때)에도 꽤 많은 전력을 씀

오직 sleep 모드에서만 power를 많이 saving함

Sleep (in power save mode) 완전 끄기 직전의 모드)

Adaptive PSM

Access point

Beacon : 기지국이 주기적으로 보냄 (interval은 알고 있음)

Mobile device

Beacon을 받고 더이성 올 데이터가 없으면 sleeping모드(받기X 보내기x)에 들어감 → 기지국이 buffer 저장해둠 (언제까지? sleep 깨어날때까지) → 그리고 나서 다시 Beacon을 보낼 때 TIM이라는 세팅을 함(너가 자는 동안에 줄 패킷이 쌓였어!) → 패킷을 받음 (얼마동안? 패킷이 끝나는지 Tail-time이라는 미리 정해둔 시간 동안)

기다리는 동안 패킷이 안들어오면 sleep mode에 들어감

기다리는 동안 패킷이 들어오면 Tail-time이 연장됨 → 새로운 패킷을 기다리다가 오지 않으면 sleep mode에 들어감 (이때 sleep mode에 들어감을 알려야 함)

Rate Adaptation (dynamic rate shifting)

거리에 따라 속도를 다르게 하겠다!

무선 네트워크는 거리가 멀어지면 신호 세기가 작아짐 → 가깝고 신호가 세면 빠름

ax : 촘촘하게 wi-fi 기지국이 많을 때 훨씬 더 빠른 속도로 통신이 가능하게 된다

modulation 기법이 많이 발전함

# data[].attributes.body
Chap4. LAN, WAN

유선 LAN Topologies

bus, star, ring, mesh, tree, Point-to-Point

bus : 전송로에서 추가로 뻗은 가지

전송로의 길이에 한계가 있기 때문에 Repeater를 이용하여 bus와 bus 사이를 연결

=> Repeater는 bus의 확장을 위해 사용

hub를 사용하면 star가 됨.

star랑 bus랑 별차이없음 비슷함.

bus의 단점 : 한쪽에서 신호를 보내면 모두에게 송신됨 -> 양방향 통신에 영향

이를 해결하기 위해 MAC 도입

가장 흔한 방식 contention

그 중에서도 Ethernet

작동 : 1. 누가 보냈으면 기다린다, 2. 신호간 충돌이 일어나면 실행을 중단하고 다른 노드에 신호를 보냄,

3. 충돌이 일어난 노드들 중에 누가 먼저 신호를 보낼지 정함 => Binary Exponential Back off 알고리즘

충돌 n 회 => {0,1, ~ ,2^n}

Bridge : 리피터 역할 + 주소파악 기능

=> 이미 받은 신호는 중복 전송 막아줌

ex) 위 그림 / station10 짜리 신호 이미 수신됐을 때 아래로 더 이상 보내지 않음.

Switch : 허브 + 주소 파악 기능

필요 없는 통신 송신 x (브릿지와 동일)

Wifi (Wireless LAN)

우리가 많이 사용하는건 Radio transmission

Ad-hoc 은 기지국이 없는 무선통신방식

-> 구현 어려운 네트워크

=> 언제씀? 재난 상황, 전쟁 상황 (infra structure가 없을 때)

Synchronization

SSID : 와이파이 이름(ex eduroam, room1, room2 등)

Channel Scanning

Passive scanning : 그냥 기다리는 것

AP가 올때까지 기다림.

Active Scanning

CH을 바꿔가며 주변에 있는 모든 AP 검색 (현재 사용하는 방식)

Association

active scanning + association

IEEE 802.11 Standard

wifi 표준 모델

Physical layer : 그냥 신호를 보냄

MAC layer : 충돌시 어떻게 대처해야되는지 포함

MAC

IFS(Inter-Frame Spcae)

SIFS, DIFS

SIFS < DIFS

DFWMAC-DFC usin CSMA/CA (wifi mac 표준)

random number 만큼 기다리는 상황 부여.

가장 적게 기다린 상황이 데이터 보내는 기회 주어짐

station3 기다리는 타임 4로 제일 적어서 데이터 보냄.

다음으로 적은 상황이 데이터 송신 station4 데이서 송신. 데이터 충돌이 없으면 AP 송신. station2, station5 충돌 -> AP 미송신 -> 다시 Backoff number 부여 후 송신 과정 반복

Power Management

통신 속도 빨라지면서 배터리 소모 속도도 빨라짐.

PSM(Power Saving Mode)

Static, Adaptive(가장 많이 씀) 두가지 존재

Adaptive PSM

Sleeping 모드 시 전력 소모 엄청 낮음.

Idle listening(그냥 켜놓기만 했을 때) 일 때에도 전력소모 높음.

=> 그래서 평소에 Sleeping 모드로 변경하는 방식 Adaptive PSM

비콘을 받고 오게 될 Data가 없으면 Sleeping 모드 돌입, 이때 Data가 오면 기지국에서 저장을 하고있음.

비콘을 다시 보낼 때 TIM을 저장해놓음(자는 동안 온 Data가 있다는 것을 알려줌).

Sleeping 모드를 풀었을 때, Data를 보내줌.+ 새로운 Data를 보내줌 ~ 걸리는 시간 Tail-time, Tail-time 때 정보가 추가적으로 오면 시간 연장.

다시 Sleeping mode로 들어갈 때 N을 보내줘서 기지국에 알려줌. => 반복

wifi 전송방식

Rate Adaptation(dynamic rate shifting)

: wifiss 거리가 멀어짐에 따라 신호가 약해짐, 그래서 멀어질수록 낮은 속도로 통신해서 에러율 낮춤

802.11b : 11Mbps(최대), 2.4GHz band

802.11g : 54Mbps(최대), 2.4GHz

802.11a : 54Mbps, 5GHz

802.11n : 600Mbps, 2.4GHz or 5GHz

속도 증가 이유 : MIMO, 빔포밍, modulation(QAM) 등

802.11ax : 최신

# data[].attributes.body
4장

LAN & WLAN

*LAN(유선 랜) Topologies
Bus, Star, ring, mesh, tree, point-to-point(P2P)

bus, star, tree가 많이 쓰인다

bus/tree
bus- 가장 기본적인 트리

노드안의 모든 컴퓨터가 랜을 받는데 자기가 수신하는 것이면 수신하고 아니면 무시하는 형식

segment(bus)길이의 제한이 있다.
repeater를 사용해서 bus와 bus를 연결 -> bus가 확장되는 효과가 있다.

hub - 포트가 여러개 있음.
repeater와  hub는 하는 일이 거의 비슷하다.
(포트가 많으면 hub, 2개면 repeater)

hub를 사용하면 star
결국 star = bus

MAC(동시에 데이터를 보내면 충돌하는 현상을 방지)
(medium access control)
가장 효율적인 방식 - contention 방식
충돌이 일어나면 멈추고 충돌을 어떻게 회피할 것인지
-> ethernet(별명 : CSMA/CD)

누가 보내고있는지 안보내고있는지 먼저 살펴봄, 누가 보내고 있으면 보내지않고 기다림, 아무도 사용하지 않으면 전송 시작.
-> CSMA
collision이 감지가 되면 충돌을 일으킨 노드의 순서를 정한다.
->CD

Bridge vs switch

Bridge - 주소까지 기억해서 전송한다.
switch - 주소를 파악해 센세에 데이터를 전송하는 장치이다

*WiFi
wireless이다, 좁은 지역에만 가능하다.
두 가지 방식의 transmission이 있다.
(infrared transmission, radio transmission)
radio transmission을 많이 사용
- ISM 밴드로 누구나 사용이 가능하지만 가까운 지역에서만 사용가능, 전송의 세기에 제한을 받는다.

-Infrastructure : 기지국이 존재하는 방식
-Ad-hoc network : 기지국이 존재하지 않고 인프라가 없는 경우에 사용한다.

infrastructure 구조로 Wifi가 동작하는 방식
1. synchronization
2. channel scanning
-passive:신호가 올 때 까지 기다리는 방식
-active:신호를 먼저 보내는 방식(체널을 돌면서)
3.authentication, association : 암호를 넣어서 연결한다
4.data transfer

power management : 데이터를 보내지 않을 때 배터리를 절약하는 방법.
- awake와 sleep모드
- 비콘 신호에 따라 TIM설정되는 방법

IEEE 802.11의 발전단계
IEEE 802.11b
IEEE 802.11g
IEEE 802.11a
IEEE 802.11ac
IEEE 802.11ad,IEEE 802.11af
IEEE 802.11ax 의 순서

# data[].attributes.body
<4장 LAN & WLAN>

Local Area Network (유선랜)

LAN Topologies : Bus, Star, Ring, Mesh, Tree, Point to Point

LAN은 한 노드가 보내는 것을 모든 노드가 다 듣지만, 수신자가 아니면 무시.

Bus/Tree : Bus가 가장 기본적인 형태. Bus를 여러 개 연결하면 Tree 형태.

- Repeater : Bus와 Bus를 연결하여 Bus가 확장되는 효과를 줌. 받는 즉시 증폭을 줌.
- Hub : Repeater와 하는 일 유사. 포트가 여러개.
Star : Hub를 사용.

MAC 방식: round-robin / revervation / contention(가장 효율적) - 그냥 보내고 충돌을 감지해서 멈추고 회피 ex)Ethernet(CSMA/CD)
- CSMA/CD : 유선랜의 대표적 기술. CSMA- 사용중인지 아닌지 체크 / CD-충돌 감지.
누가 먼저 데이터를 보낼지 순서 정함
-> binary exponential back off 알고리즘 - 랜덤 숫자 선정. 충돌이 n번 발생시 2^n개 증가. 16번 일어나면 전송 실패 메시지, 중지.

- Bridge : 주소까지 파악. 충돌을 덜 일어나게 함.

- Switch : 동시에 전송 가능. 주소 파악하여 정해진 곳으로만 전달.

Wireless LAN (와이파이)

넓은 지역을 커버하진 못함. 현실에선 Radio transmission, Infrastructure network mode.

- Radio transmission : 누구나 사용 가능, 전송 세기에 제한.

- Infrastructure network mode : 기지국 존재 .

- Ad-hoc network: 기지국 존재 X, 다른 장치 도움받음.

BSS : AP + 전송 범위 안의 단말기. 기본적인 단위.

Synchronization : AP 는 주기적으로 Beacon 보내서 싱크를 맞추게 함.

Channel Scanning : Passive scanning (Beacon 신호 올때까지 기다림, 낭비가 심함) / Active scanning(주변에 있는 모든 AP를 검색해서 찾음, 빠름)

Active scanning -> Authentication & Association -> Data transfer

IEEE 802.11 Standard

- Frame 사이 기다리는 시간 : SIFS (짧게 기다림, 우선순위 높음) / DIFS (길게 기다림, 우선순의 낮음)

- DFWMAC-DCF using CSMA/CA : Back off 사용. 충돌을 미연에 방지하기 위해 랜덤 넘버 만큼 기다리게 함. 랜덤 넘버가 다르면 충돌이 일어나지 않음.

Power Management

: 데이터를 보내거나 받지 않을 때 거의 꺼놓은 것 처럼 배터리를 세이브.

Static / Adaptive(주로 사용)

Awake(완전히 깨어 있는 상태) / Sleep (일정한 시간 후에 깨어나는 모드)

데이터 받을 때 보낼 때 둘 다 전력 많이 사용. Idel 상태에서도 전력 사용. Sleep 상태는 거의 배터리 거의 안 씀.

Rate Adaptation
: 가까이 있으면 빠른 속도로 통신, 멀리 있으면 에러가 자주 일어나서 낮은 속도로 통신.

IEEE 802.11 표준
IEEE 802.11b = 11Mbps, 2.4GHz

IEEE 802.11g = 54 Mbps

IEEE 802.11a = 54 Mbps, 5GHz

IEEE 802.11n = 600Mbps, 2.4GHz, 5GHz

IEEE 802.11ac = 6.9Gbps, 5GHz

최근 IEEE 802.11ax = dense 모드

# data[].attributes.body
4장 LAN & WLAN

- LAN Topologies : Bus, Star, Tree가 대표적

Bus / Tree

- Bus : 가장 많이 사용, 둘 이상의 호스트에서 동시에 데이터를 전송 시 충돌 발생

-> 해결방법 : MAC

Repeater

- 하나의 선, 세그먼트를 연결할 때 사용

Hub

- Repeater와 역할이 비슷, 스타형, 공유버스 구조, 충동 발생, 허브는 여러개 확장 가능

MAC

- Bus 구조에서 데이터 전송 시 충동 현상을 방지하기 위한 방법

CSMA/CD, Ethernet

- CSMA/CD : MAC프로토콜, 충돌 허용 방식

- CS : 사용가능 여부 신호로 감지“binary exponential back off algorithm“

Binary exponential back off algorithm

- 랜덤으로 선택, 충돌시   만큼 증가, 총 16번 충돌 시 실패를 전송

Bridge

- 불필요한 트래픽 발생 억제

Switches

- 동시에 여러 호스트 데이터 전송 가능

Wireless LANs

- 넓은 지역을 커버하지 못함, 제한된 지역만 사용가능 ex) room, buiding, campus

- Infrared transmission, Radio transmission 두 개의 트랜스미션으로 구성됨

Synchronization

- Timestep, SSID: “network name”

Channel Scanning

- Passive scanning : 그냥 기다리기, 기다리는 시간의 낭비가 심함

- Active scanning : Passive scanning의 기다리는 시간의 낭비가 심해 사용됨, 주변에 기지국을 스캐닝

iEEE 802.11 standard : 이더넷 방식으로 전송

Power Management : 데이터 송수신을 하지 않을 시

- Two power saving modes : Static PSM, Adaptive PSM

# data[].attributes.body
AIoT 4-1장

LAN과 WLAN의 특징과 발전을 알 수 있었습니다.

<LAN&WLAN>

#Bus/Tree

-      Transmission propagates throughout medium

#Repeater

-      No logical isolation of segments

#MAC (통신의 충돌을 해결하는 법)

-      이더넷 이용

-      To solve contention & collision

<characteristics of Wireless LAN>

# infrastructure network

-      Distribution System과 연결

#channel Scanning

-      주변 모든 AP검색 후 가장좋은 것 선택(능동적)

#Physical layer

-      Data rates 1 or 2Mb/s

#Waiting Time Control

-      IFS : waiting time before medium access

-      SIFS < PIFS < DIFS (waiting time)

#DFWMAC-DCF using CSMA/CA

-      5개의 station과 기지국(AP)간의 관계 이해 중요

AIoT 4-2장

배터리 Save 특성과 Wi-Fi 표준에 대해 알 수 있었습니다.

<Power Management> : 프로토콜

-      파워셀이란? : power saving modes로 배터리를 거의 쓰지않는 상태로 전환해서 배터리 save (Static/adaptive PSM)   Static은 건너띔

#Adaptive : Awake/Sleep모드

-      받을때가 보낼때보다 배터리 소모 크다.

-      Idle 상태에서도 배터리 소모 크다.

-      Sleep모드일 때 data가 있어도 기지국에서 보관

-      TIM is set되면 Retrieving buffered packets 후 데이터 전송.

-      받고나서 Tail-time생성. Tail-Time동안 데이터가 없다면 다시 Sleep

#Rate Adaptation

-      기지국에서 멀어질수록 Data Rate 감소  (ex WiFi)

#Wi-Fi 표준

-      IEEE 802.11n 64QAM -> ac 256QAM -> ax 1024QAM

# data[].attributes.body
4장 1부
LAN, WLAN
Bus /Tree: WLAN은 한 노드가 보내는 것을 안에 있는 모든 노드가 함께 받음. 받다가 자신이 수신자가 아니면 무시하고 수신자이면 받음. 하나가 보낼 때 다른 것도 같이 보내면 충돌이 일어난다. 해결방법은 MAC이다.

bus와 bus는 repeater를 사용하여 확장할 수 있다.

repeater와 hub는 하는 일이 비슷하다.

MAC(Medium Access Control)
round-robin, reservation, contention중 contention이 가장 효율적인 방법이다.

Bridge : 주소를 볼 수 있다. 예를 들어 위아래로 10개씩 단말이 있는 버스가 2개 있고 브릿지로 연결된 구조에서 1에서 10으로 보내는데 1에서 10사이에 있는 것들은 수신을 하지만 브릿지를 통해 가야하는 11에서 20은 브릿지가 주소를 볼 수 있기 때문에 신호가 가지 않는다.

Wireless LAN
룸, 빌딩, 캠퍼스 정도의 영역
- transmission : Infrared transmission, Radio transmission
- mode : infrastructure network, Ad-hoc network
infrastructure network : 기지국 있음, 데이터를 직접 보낼 수 있음
Ad-hoc network : 기지국 없음, 데이터를 직접 보낼 수 없음

Ifrastructure network
sychronization - 단말들이 자기와 싱크를 맞추게 하고 비콘 시그널을 보낼 주기를 알려줌. 자기 아이디, 채널 넘버, 기타 정보를 알려줌

기지국에 단말이 오면 channel scanning 시작
- passive : 수동적으로 기다림, 낭비가 심함
- active : 기지국이 있는지 물어봄(신호를 보냄) 그래서 가장 좋은 기지국을 선택

Active scanning으로 좋은 기지국을 선택하면 authentication & association

4장 2부
Power Management
- 스마트폰 배터리가 빨리 닳으니까 충전 자주시킴, 이 문제를 해결하기 위한 프로토콜
Two power saving modes
- static - 거의 사용하지 않음
- adaptive - 많이 사용

Adaptive PSM
- awake : 깨어있는 상태, 풀파워로 유지(데이터를 보내거나, 받거나, Idle한 상태)
- sleep : 일정한 시간 후에 깨어나는 상태
데이터를 받을 때 더 많은 전력을 사용하거나 줄 때와 비슷함.
Idle 상태도 보내거나 받을 때의 절반 이상의 전력을 사용함
sleep모드이면 1/10 수준의 전력 사용

Rate Adaptation
- 무선 네트워크에서는 거리에 따라 신호세기가 작아진다. 그래서 가까이 있는 단말을 강한세기를 받아 빠른 속도로 통신, 멀리 있는 단말은 약한 세기를 받아 느린 속도로 통신한다.

# data[].attributes.body
4장 LAN & WLAN

Local Area Network
LAN Topologies

＊ Bus/Tree : 전송 통로(Network backbone)를 만들고 컴퓨터가 연결된 형태
- 한 노드가 보내는 것을 안에 있는 모든 노드가 함께 들음. 본인이 수신자가 아니면 무시 /  본인이 수신자면 받음, 길이에 제한이 있음
- 방(Bus)과 방(Bus)을 연결하고 싶을 때 Repeater 사용 >> 확장됨

※ Repeater : 받는 즉시 증폭 강하게 해 연결된 노드에 뿌림
※ Hub : Repeater와 하는 일이 유사, Repeater의 경우 포트 수가 적음, 허브는 포트가 많음.
허브에서 선을 따다 버스와 다르게 연결, 버스와 별 차이는 없음.
데이터를 허브로 보내면 허브에서 다른 디바이스로 데이터를 뿌림, 여러개 사용하여 확장 가능.
허브와 허브를 연결하면 한개의 버스에 있는 것과 비슷한 형태를 띔.

Star : 디바이스(Central Hub)에 가지치기로 땋아서 씀

Ring : 고전방식, 원형 형태로 통로에 연결

＊ 한 디바이스에서 데이터를 보내면 다른 디바이스에서는 데이터를 보낼 수 없음.
충돌 발생 >> MAC(Medium Access Control) 사용

round-robin
reservation
contention(random access) : 각자 데이터를 보내고 충돌 발생 시 충돌 감지 후 어떻게 충돌을 회피할건지 (MAC Protocol >> ex) Ethernet)

CSMA/CD, Ethernet
- 유선 랜의 대표적인 기술
- 누가 데이터 전송 시 대기 >> 전송 끝나고 아무도 사용하지 않을 때 데이터 전송
- 함께 쓰는 매체에 누가 사용중인지 아닌지 체크하는 것 : CSMA

- 충돌 발생 시 데이터 전송하던 노드들은 데이터 전송 중단 >> 충돌이 일어난 것을 다른 노드에 알림

누가 먼저 보내게 할 것인가? Binary Exponential Back off Algorithm
랜덤하게 고름 >> 같은 것을 골랐을 경우 2^2 >> 2^3 >> 2^4>> ... >>2^16
2^16까지 충돌이 일어날 경우 전송이 실패했다는 메세지와 함께 전송 중지

＊ Bridge
Repeater와 유사하나 + 주석까지 봄 >>
ex) Station 1 에서 Station 11로 데이터 전송 시 Station1의 데이터가 Bridge를 거칠 경우 Bridge에서 판단
(아래에 Station 11이 없을 경우 데이터 전송 명령 무시, 있을 경우 데이터 전달)

＊Switches
- 허브와 유사, but 주석을 봄
- Workstation A에서 데이터 전송 시 Switch를 거친다면 주소를 보고 맞는 주소(Server)로 데이터 전송
- 동시에 전송 가능 >> 효율이 높음 >> 더 비쌈(소프트웨어가 들어감, 주석 봄 등)
-포트가 많음

→ 랜에서는 Switch, Bridge, Hub, Repeater 모
두 사용

Wireless LAN(Wi-Fi)
무선, 넓은 지역을 커버하지 못함 >> 일부 지역만 커버
두 개의 모드, 두개의 테크놀로지
Infrared transmission
- 벽을 통과하지 못함

Radio transmission - 많이 사용
- 누구나 사용 가능, 2.4GHz and 5GHz, 전송의 세기에 제한을 받음
- 벽을 통과할 수 있음

Infrastructure network mode - 많이 사용
- 기지국(유선으로 연결)과 함께 통신을 할 수 있음
BSS.11 LAN

Ad-hoc network mode
-  기지국이 없음, 자기네들끼리 알아서 네트워크를 만들어 보내는 방식, 기지국이 없기 때문에 데이터 전송시 직접 보낼 수 없음. 인스라스트럭쳐가 없을 경우 사용 ex) 재난 상황, 전쟁 시 사용

Infrastructure network
별도의 섬처럼 각자 AP안에 있는 BSS에서 기지국과 단말들의 통신을 하는 구조
데이터는 유선을 통해 외부로 나갈 수 있고 다른 BSS로도 나갈 수 있음

ad hoc network
기지국이 없는 경우, 자율적으로 IBSS(Independent Basic Service Set)을 이용해 통신

Infrastructure network mode로 와이파이가 동작하는 단계

Syncronization
- Timestamp : 싱크를 맞추게 함
- 비콘 시그널을 보낼지에 대한 주기를 알려줌
- ID를 아려줌 (SSID)
- 어떤 채널을 쓰는지 채널 넘버를 줄 수 있음

기지국이 있는 곳에 단말이 오게 되면 Channel Scanning을 하게 됨
Passive scanning(수동적)
- 비컨 신호를 올 때까지 기다리는 것
- Wi-fi가 여러개 있으면 각자 다른 채널을 쓰기 때문에 1~n까지 채널을 바꿔가며 기다림
- 기다리는 시간은 정해져있음
- 채널이 20개 있지만 wi-fi가 한두개 있어도 20번까지 다 기다림 >> 낭비가 심함

Active scanning(능동적)
- 채널을 일일이 순차적으로 확인
- 주변에 있는 모든 AP를 검색 >> 가장 적합한 AP를 선택

Authentication & Association
암호를 요청 시 암호를 인증 >> 연결이 되는 절차로 들어감
단말을 기지국이 DB에 넣고 서비스를 해줌

active scanning + association >> Data Transfer

IEEE 802.11 Standard (표준)
표준에 따라 제조업체들이 Wi-Fi에 LAN카드를 제조

802.11 - Protocol functions
- 802.11 - Physical layer
최대 속도 2Mb/s
3개 버젼이 있음 : 2 radio (2.4 GHz), 1 IR:
-FHSS(Frequency Hopping Spread spectrum)
-DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)
-Infrared

IEEE 802.11 Standard - MAC
- Waiting Time Control - IFS
- SIFS (Short IFS) : 조금 기다리는 것 > 우선순위가 높음
- DIFS (DCF IFS) : 많이 기다리는 것 > 우선순위가 낮음

DFWMAC-DCF using CSMA/CA
-

Power Management
유선망에 연결하려면 움직이지 않기 때문에 전기를 안정되게 공급
Wi-fi는 어디서든 쓸 수 있기 때문에 배터리 중요 >> 문제 해결하기 위해 Power Management라는 프로토콜을 만듦

배터리 절약 모드 (Power saving modes)

- Adaptive PSM
Awake : 깨어있는 상태, 완전히 풀파워로 데이터를 보내거나 받음.(Idle한 상태로 남아있음
Sleep : 끄기 직전의 모드, 일정한 시간 후에 깨어나는 모드, 배터리를 거의 사용하지 않음.

- Power measurement result
데이터를 받을 때 받을 때(RX) 배터리를 더 많이 사용,
받지도 않고 보내지도 않을 때도 꽤 많은 전력 사용

＊ Power Saving Mode - Adaptive PSM
ex) 비컨을 받고 받을 데이터가 없으면 Sleep 모드로 변환, Sleep 모드 중 데이터가 와도 기지국이 버퍼를 해놓음. (꺠어날 때 까지) >> 비콘 보낼 때 TIM 셋팅, Sleep 후 Tail-time동안(일정한 시간동안 데이터를 받음) 기다림 >> if) Tail-time동안 새로운 데이터가 오면 Tail-time이 연장됨. >> 다시 Sleep 모드로 변환

＊ Rate Adaptation (dynamic rate shifting)
- 거리가 멀어짐에 따라 신호 세기가 작아짐. >> 거리에 따라 속도를 다르게 하겠다!
- 가까이 있을 경우 신호가 강함 >> 빠른 속도로 통신
- 멀리 있을 경우 신호가 약함 >> 낮은 속도로 통신

IEEE 802.11b : ~ 11 Mbps
IEEE 802.11g : ~ 54 Mbps, g랜카드와 b랜카드를 보유했을 때 기지국이 g라면 b사용자도 g와 통신할 수 있음 (같은 주파수를 쓰기 때문에)
IEEE 802.11a : ~ Mbps, 5GHz의 표준
IEEE 802.11n : ~ 600 Mbps, 2.4GHz와 5GHz 지원
IEEE 802.11ac : ~ 6.9 Gbps, 5GHz
IEEE 802.11ax : 촘촘하게 와이파이 기지국이 많을 때 상황에서 최대 속도로 통신을 만들게 해주는 표준, 훨씬 더 빠른 속도로 통신을 가능하게 해준다.

시간이 갈수록 더 좋아지는 이유 : 안테나 사이즈, 모듈레이션 기법의 발전

# data[].attributes.body
4장
- 배운점
: LAN과 WLAN의 작동방식과
발전과정에 대하여 알 수
있었음.

- 요약
1. LAN
- Topologies
: LAN의 확장을 위하여
repeater나 hub를 사용함
좀 더 발전된 형태로 Bridge와
Switch가 있음
- MAC
: contention : 신호를 보낸 후
충돌이 발생하면 탐색함
: CSMA/CD
ㆍcarrier sense : data 전송전
다른 곳에서 전송 중이면
전송이 종료된 후에 전송함
ㆍ동시 전달 현상이 발생할
경우, 전송을 중단시킨 후에
Signal을 전송시킨다.
ㆍBinary Exponential

2. WLAN
- Transmission
: Infra
: Radio
- Network
: Infrastructure network
: Ad-hoc network
- Wi-Fi 동작 단계
1) Synchronization
2) Channel scanning
ㆍpassive / active
3) Authentication & Association
4) Data transfer
- CSMA/CA
- Power mangement
ㆍstatic PSM
ㆍadaptive PSM
- IEEE 802.11 의 발전
:  MIMO와 Modulation 기술 발전
:  IEEE 802.11b
:  IEEE 802.11g
:  IEEE 802.11a
:  IEEE 802.11n
:  IEEE 802.11ac
:  IEEE 802.11ax

# data[].attributes.body
4장. LAN&WLAN

1.         LAN Topologies

•  버스/트리

⁃  버스와 버스를 리피터를 사용하여 연결함

⁃  버스를 확장하는 효과가 있음

# 허브: 포트가 많음, 하는 역할은 비슷함.

⁃  동시에 데이터를 보낼 수 없음.

•  스타

⁃  허브를 사용하면 스타가 됨

⁃  Interconnection

⁃  버스와 비슷함

⁃  한방향 소통만 가능함: 이를 해결하는 방식(MAC)

•  MAC

⁃  Round-robin

⁃  Reservation

⁃  Contention: 그냥 보내고 충돌을 감지 후 회피

⁃  Ex) Ethernet

•  CSMA/CD, Ethernet

⁃  binary exponential back off algorithm

⁃  프레임이 연속해서 충돌하면 n<16은 집합에서. 동일한 확률로 난수 K를 선택함.

⁃  충돌이 16회이면, 전송이 중지됨.

•  Bridge

⁃  충돌을 덜 일어나게하는 디바이스임

⁃  주소까지 확인함

⁃  랜과 랜을 연결함.

•  Switch

-   동시에 전달할 수 있음

-   포트가 여러개임

2.    와이파이

⁃     무선연결, 좁은(Local) 지역

⁃     Two transmission technologies

⁃     Two network mode

•     Radio transmission: 누구나 사용할 수 있는 주파수(2.4~5GHz)를 사용

•     Infrastructure network

⁃     BSS

단계

⁃     동기화

⁃     채널 스캔: 주변 기지국을 찾는 과정

⁃     Association

⁃     데이터 전송

•     IEEE 802.11 Standard

⁃     Protocol Layers

⁃     Physical layer

⁃     MAC layer

•     MAC

⁃     Mandatory

⁃     SIFS: 대기시간: Short IFS

⁃     DIFS: DCF IFS

•     CSMA/CA

⁃     충돌을 거의 일어나지 않게함.

•   Power Management

⁃     배터리를 세이브 함.

•     Power saving modes

⁃     Static PSM

⁃     Adaptive PSM

•     Adaptive PSM

⁃     Sleeping mode 때 배터리를 절약함.

•     Rate Adaptation

⁃     무선 네트워크에서 거리가 멀어질수록 신호의 세기가 약해짐

⁃     멀리 있을 수록 낮은 속도로 통신을 함. = 거리에 따라 속도를 다르게 함.

•     IEEE 802.11 standard

⁃     IEEE 802.11 b/g/a

⁃     IEEE 802.11n

⁃     IEEE 802.11ac

⁃     IEEE 802.11 ad/af

⁃     IEEE 802.11 ax

⁃     시간이 지나면서 모듈레이션 기법의 발전으로 속도가 빨라졌다.

# data[].attributes.body
4-1장

LAN : Local Area Network
LAN의 분류:Bus, star, Ring, Mesh, Tree, Point-to-Point

-Bus/Tree
한 노드로 보내면 다른 노드들이 듣고 해당되면 받기
버스와 버스 사이를 리피터로 연결해서 확장 가능
리피터는 받는 즉시 신호를 증폭해서 뿌리기
-Star
허브에 모든 노드들이 연결
허브에서 받으면 모든 노드들에 보내고 맞으면 받고 아니면 무시
bus와 star는 무척 유사
허브들간의 확장이 가능

모든 노드들에 보내는 방식은 데이터의 충돌이 일어날 수 있다. -> MAC으로 해결
MAC의 종류: 돌리기, 예약, 그냥 보내고 충돌 감지시 회피

-Bridge
주소까지 보고 적절한 노드로 전달
-Switch
주소를 보고 적절한 노드로 전달
허브와 유사한 구조
bridge는 2개의 layer를 연결하고 switch는 중심으로 다른 기기들을 연결

-WiFi
넓은 지역을 담당하지 못한다
두 가지 전송 기술(Infrared transmission, Radio transmission)
두가지 네트워크 모드(Infrastructure network mode, Ad-hoc network mode)

-Radio transmission
2.4~5GHz의 누구나 사용가능한 주파수 사용
벽 통과 가능
누구나 사용할 수 있기 때문에 거리 제한

-infrastructure network
기지국 중심
ex)전화기
-Ah-hoc network
자기들끼리 연결, 인프라 없어도 사용 가능
ex) 군용 무전기

-DFWMAC-DCF using CSMA/CA
데이터가 겹치면 backoff 작은 순으로 순서 정하기
backoff가 같으면 2^n개의 번호표 다시 뿌리기

-waiting time control - IFS
SIFS: 가장 짧은, 더 높은 우선순위에 제공
PIFS
DIFS: 가장 긴, 더 낮은 우선순위에 제공

4-2장

wifi는 배터리가 중요 -> 금방 배터리가 고갈
-> Power Management

-Power Saving Mode
Static PSM
완충 상태에서는 모든 기능이 작동(RX,TX,Idle listening)
Adaptive PSM
Beacon을 받을 때 풀로 받고 다음 Beacon을 받을 때 텀 사이의 패킷을 같이 받는다.(패킷 하나 받고 Tail-time까지 각 패킷을 기다린다) 그리고 다시 sleeping mode로 돌아간다.

Rate Adaption
송신기에서 가까이 있을 수록 신호가 쎄진다. 멀리 있을 수록 신호가 약하고 낮은 속도로 통신 -> 거리에 따라 다른 속도

IEEE 802.11b: 2.4GHz 사용,최대 데이터률 11 Mbps
IEEE 802.11g: 2.4GHz 사용, 최대 데이터률 54 Mbps, 802.11b 사용 가능
IEEE 802.11a: 5GHz 사용, 최대 데이터률 54 Mbps
IEEE 802.11n: 40MHz 채널 사용, 최대 데이터률 600 Mbps
IEEE 802.11ac: 5GHz 사용, 최대 데이터률 6.9Gbps
속도가 빨라진 이유: MIMO, Modulation

# data[].attributes.body
4장 LAN & WLAN

LAN Topologies

1. Bus
기본적인 lan의 형태

한 노드가 데이터를 보내면 모든 노드가 그 데이터 정보를 알게 됨

자신이 수신자인지 아닌지 구별

버스형은 길이의 제한이 있어 Repeater를 통해 버스를 연결

-Repeater : 한 segment에 보낸 정보를 다른 segment에 전송하는 역할

2. Tree : Bus를 여러 개 연결한 형태

3.Star

hub을 사용하여 연결한 lan의 형태

hub에 데이터를 전송해 수신자가 받는 형식

4.Ring

5.Mesh

6.Point-to-Point

MAC

-LAN에서 데이터 충돌 방지를 위한 데이터 전송 방식

-contention(random access)

: 일단 데이터 전송 후 충돌 시 전송 중단

- contention의 MAC 프로토콜 : Ethernet

CSMA/CD, Ethernet

Binary Exponential Back off Algorithm

16번 충돌 시 전송 중지

Bridges vs Switches
-Bridge : 각 단말기의 주소를 파악하여 데이터를 보내는 device
-Switches(switching hub) : 주소를 파악해 sensor에 데이터를 전송하는 device

-차이점

: bridge는 2개의 포트/switch는 여러 개의 포트

WI-FI

WLAN
- Restricted
- transmission technologies
(Radio transmission): 2.4~5GHz사이의 누구나 사용할 수 있는 주파수 ISM사용
-전송 세기 제한, 벽 통과 가능
- network modes
Infrastru cture mode: AP중계기 통하여 전송(BSS, ESS)

WI-FI 동작
synchronization 동기화(AP가 주기적으로 beacon 신호를 보냄)
channel scanning: passive, active(주변에 어떤 기지국이 있는지 찾는 과정: 주변에 있는 모든 AP검색)
기지국에 단말기가 오게되면
authentication and association(자신의 단말을 기지국에 넣고 서비스를 제공받게 된다)
data transfer

Waiting time control
기다리는 시간
SIFS < DIFS

mac-access mechanisms
DFWMAC - DCF using CSMA/CA(avoidance)
random backoff time이용하여 충돌 회피

Power Management

무선LAN의 배터리 문제를 해결하기 위해 프로토콜

유선LAN에서는 안정된 전력 공급
무선LAN은 배터리 사용으로 불안정한 전력 공급

Two power saving modes

데이터를 주고받지 않을 때  꺼놓은 것처럼 배터리를 사용하지 않은 상태로 전환

Static PSM
Adaptive PSM

awake 모드 :  모든상태에서 데이터를 주고받음

sleep 모드 : 거의 일정한 후에 깨어나는 모드 \

동작순서

기지국에서 beacon을 받은 뒤 서로 연결 -> sleep모드 동안 기지국은 보낼 데이터를 buffer에 저장 -> 다시 beacon신호를 받으면 null frame 신호를 보낸 뒤 buffer에 저장된 데이터를 tail time 동안 받음 -> 데이터가 tail time이 끝나기 직전에 오면 tail time 연장 -> null frame 신호를 보내고 다시 sleep mode

Rate Adaptation

단말의 거리에 따라 통신속도가 달라져 발생하는 에러 문제점을 해결하기 위해 먼 거리는 낮은 전송속도 사용

IEEE802.11 Standards-Evolution

11b : 11Mbps / 2.4GHz

11g : 54Mbps

11a : 5GHz

11n : 2.4와 5GHz 둘다 지원

11ac : 6.9Gbps / 5GHz - 다양한 형태의 MIMO, 모듈레이션 기법
11ax : 촘촘한 WIFI 다수의 기지국에서 최대속도 통신 가능케 해주는 표준

시간이 갈 수록 속도가 빨라진다 MIMO의 사이즈와 모듈레이션 기법으로 가능함

# data[].attributes.body
4장-1 LAN & WLAN

lan topologies - bus형, star형, ring형, mesh형, tree형, point-to-point형 등
bus / tree - 구성된 bus 안에서 구성된 node가 있음, repeater를 사용하여 bus들을 연결(확장), 선 하나에 여러 node들이 연결되는 효과, bus를 여럿 연결하면 tree가 됨, 한 node에서 신호를 보내면 다른 node는 못보냄
star - hub를 사용하면 star라고 보면 됨, bus와 별 차이가 없음
(repeater vs hub - 하는 일은 비슷하지만 port가 많은 녀석이 hub)

MAC(medium access control) - 가장 효율적인 contention : 충돌이 일어나면 그것을 감지하고 이를 어떻게 회피할 것인가?

CSMA/CD, Ethernet - csma/cd : mac protocol / ethernet : lan(유선 랜)의 대표적 기술
binary exponential backoff algorithm - 충돌을 감지하여 송신 중단, 이후 랜덤한 수를 골라 먼저 데이터를 전송할 주체를 선택, 같은 수를 선택한 경우 수의 범위를 늘려 다시 시도(0~(2^n)-1, n<=10까지)

Bridge - repeater와 달리 주소를 파악하므로 정보를 보낼 필요가 없는 곳은 안보냄, 충돌을 줄일 수 있음
switch - bridge와 매우 비슷, 주소를 보고 동시에 정보를 보내고 받을 수 있음

characteristics of Wireless LANs - wifi라서 넓은 지역은 커버 못함, 우리가 현실에서 쓰는 것은 radio transmission과 infrastructure network mode

radio transmission - 누구나 쓸 수 있는 bands at 2.4GHz and 5GHz, 한 사람이 낼 수 있는 주파수의 세기에 제한이 있음, 가까운 지역에서 사용, 벽을 통과
infrared transmission - 벽 통과 못함, radio transmission보다 안전함(secure)

infrastructure network - 기지국(ap) 사용하여 네트워크 생성, nodes와 AP(access point) 사이에서 송수신 가능, bss(ap와 그 전송범위 안에 있는 단말기, 기본단위) 안에서 송수신, 데이터는 유선을 통해 외부로 가거나 다른 bss로 감
ad hoc network - 기지국이 없음, 어려움, 전쟁 등 infrastructure가 없는 특수한 상황에서 사용

synchronization - ap가 주기적으로 beacon signal을 보냄, 새로운 녀석들한테 자기 정보를 보냄
timestamp : MS(단말)들이 ap의 시간과 동기화 됨
beacon signal을 얼마만에 다시 보낼 지 주기를 알려줌
ssid : bss의 아이디(wifi의 이름이라고 생각하면 됨), network name
어떤 channel을 쓰는 지 channel number에 대한 정보를 줌(겹치지 않게 주파수를 다르게 함)

channel scanning - passive : 그냥 beacon signal이 올 때까지 기다림 / active : 기지국에 신호를 보내고 시간 안에 답이 오지 않으면 포기하고, 다른 기지국에 신호를 보내는 일을 기지국을 찾을 때까지 반복

authentication & association - 맞는 암호를 입력하면 단말이 기지국에 접속됨

data transfer - authentication & association이후에야 가능

IEEE 802.11 standard - 기지국(ap)는 infrastructure network(유선)은 이더넷과 연결, 단말들과는 wifi로 연결됨, 표준을 정의하고 이에 따라 회사들이 lan card를 제작함, ap는 2개의 protocol을 이해한다

physical layer - 신호를 encoding, decoding 함, 시그널을 만들어서 보냄
mac layer - 충돌이 일어났는지 아닌지, 일어났다면 어떻게 해야 하는지에 대해 중요한 역할을 함

DFWMAC(DCF using CSMA/CA)(mandatory) - 충돌을 회피함
SIFS(short Inter-Frame Space) - 짧게 기다리는 시간(우선순위 높음) / DIFS(DCF IFS) - 길게 기다리는 시간(우선순위 낮음)
CSMA/CA - 무선에서는 collision detection이 되지 않으므로 avoidance 해야함, 충돌이 없지는 않음

4장-2

power management - 노트북이나 스마트폰 등은 배터리 수명이 중요함, 이와 관련된 것이 power management, 거의 꺼놓은 것처럼 배터리를 쓰지 않는 모드(adaptive 방식이 많이 쓰임)

awake in active mode - fully powered(한 상태로 데이터를 보내거나 받음, 혹은 주지도 받지도 않음=idle) / sleep in power save mode - 데이터를 받지도 주지도 않음, 배터리를 정말 적게 씀

power saving mode-adaptive psm
- ap가 있고 device가 있음, beacon signal을 device가 받고 더 오는 데이터가 없으면 sleeping mode로 들어감, ap에서 전송할 packet이 있지만 device는 받지 못함, 다음 beacon signal 때 device에 TIM을 세팅함(packet이 갈 것을 알려줌), 세팅이 되면 sleeping mode에서 벗어나서 데이터(packet)을 받음, 받고 나서 tail-time만큼 기다리고 새로운 packet이 오지 않으면 다시 sleeping mode, 만약 packet이 오면 깨어있는 시간이 연장, sleeping mode로 들어가기 전에 ap에 잠들거라고 신호를 줌
- tail-time은 회사마다 다르고 시간의 길이에 따라 장단점이 있음
rate adaptation(dynamic rate shifting) - 무선 네트워크에서는 거리가 멀어지면서 신호 세기가 약해짐, 그래서 낮은 속도로 통신을 하게 됨(속도 조절)

IEEE 802.11 standards
- 11b - 주파수 2.4GHz bands, 거리에 따라 11, 5.5, 2, 1 Mbit/s의 속도
- 11g - 최대 속도가 5배정도 증가(54 Mbps), 주파수가 11b와 동일해서 기지국이 11g여도 사용자가 11b여도 사용 가능(backward compatible)
- 11a - 주파수 5GHz bands
- 11n - 주파수 2.4GHz or 5GHz인데 channel width가 40MHz로 a,b,g의 2배, 최대 속도 600 Mbps
- 11ac - 최대 속도 6.9 Gbps
- 11ax - 최근에 나온 것, 제일 빠름, modulation 기법, 8x8 mimo

# data[].attributes.body
LAN Topologies
-Bus, Star, Mesh 등..
-한노드가 보내면 모든 노드로 전송됨.
-Bus/ Tree -> 거리에 제한이 있을경우 Repeater를 사용해 증폭

MAC
-round-robin->
-reservation -> 예약 전송
-contention -> 충돌 감지 후 회피 *(ex) CSMA/CD-> binary)

Bridge
->Repeater와 다르게 주소를 확인 후 관계없는 쪽으로 전송하지 않음
-> 두개의 레이어를 연결하는 방식
Switch
-> 스위치와 비슷하나 전송하는 대상에게만 전송

상황에 따라 Bridge 또는 Switch 사용

Wireless LANs
-Radio transmission(현재 사용)
-Infrastructure network mode(현재 사용)
-누구나 사용할 수 있지만 전송의 세기를 제한함.
-2.4GHz~5GHz 사용

Infrastructure network
-Synchronization()
-Channel Scanning

Synchronization
->
Channel Scanning
-> Active scanning(짧은 시간 내 답변이 없을 시 없는 것으로 간주)

Ad-hoc network
-> 기지국 없이 인접 기기를 통해 정보 전송(단 내부 루핑이 발생할 수 있음)

Power Management: 데이터를 보내지 않을 때 배터리를 거의 쓰지 않는 관리법
->Awake 와 Sleep : 활성모드와 수면모드
-> Adaptive PSM
[IEEE 802.11 Standard]
-> IEEE 802.11b
- >IEEE 802.11g
- >IEEE 802.11a
- >IEEE 802.11n
- >IEEE 802.11ac
-> IEEE 802.11ax

# data[].attributes.body
#4장
LAN & WLAN

유선 LAN을 구성하는 Topologies를 알수 있었다.

Bus가 가장 흔한 형태
한 노드가 듣는 것을 모두 들음(wifi도 똑같음)
Repeater라는 기기를 사용해서 bus와 bus를 연결하여 Tree로 확장할 수 있음.
hub도 repeater와 비슷한데 hub는 star형태에 사용
(동시에 데이터를 보내면 충돌이 일어남)
따라서 MAC을 씀
csma/cd 무선LAN의 대표적 기술
cs 함께쓰는지 체크
cd 충돌 감지

Bridge는 repeater보다 똑똑해서 주소 확인
Switch는 hub처럼 포트 여러개로 star형식이지만 주소 확인해서 보냄

Radio transmission 전송세기에 제한을 받음
infrastructure network는 기지국이 있음
Ad-hoc network는 기지국 없음, 재난 전쟁 중 사용 (IBSS ~ 생략)

Synchronization
기지국 있는 곳 channel scanning을 함
passive scanning 수동적으로 채널 기다림
Active scanning은 직접 채널 바꾸면서 찾음
암호 요청 Authentication
기지국은 2개의 프로토콜 다 이해

PHY, DLL(MAC)
SIFS 쪼금 기다림(우선), DIFS 길게 기다림
DFWMAC-DCF using CSMA/CA
- 데이터 겹치면 backoff 작은 순으로
- backoff 같으면 충돌로 MAC이 안옴 그럼 random number 늘려서 다시 backoff 정함

Power Management
배터리가 데이터 보내지 않을 때 Power saving 모드로 전환하는 것
(받을때 > 보낼 때 배터리 사용량)
배터리 사용량 데이터 보내고 받을 때 회사마다 기종마다 다름 (idle 일때도 많이 씀)

Adaptive PSM
슬리핑모드 있다가 데이터가 오면 기억해 두었다가 Tail-time 간 데이터 받음

거리가 멀어질수록 신호가 약해짐(낮은 속도) - rate adaptation

IEEE 주파수 나뉨 (2.4GHz / 5GHz)

빨라지는 이유 : 안테나 사이즈, 모듈레이션 기법 발전

# data[].attributes.body
(4장 LAN&WLAN)
[LAN]
- 외형적 연결모양: Bus, Tree, Star, Ring, Mesh,...
- Repeater(2 port)이용 : Bus, Tree(Bus연결, 동시전송불가) 받는 즉시 신호 증폭하여 전달
- Hub(multi port)이용 : Star
[MAC]
- contention(random access): 일단 보내고 충돌시 회피(해결)하는 방안(ex. ethernet)

[CSMA/CD, Ethernet] 유선LAN 대표적 기술
1. 전송중인경우 listen, idle인경우 전송
2. 전송중 충돌 탐지시, 중단, 'jam signal'
3. 전송의 우선순위
=> binary exponential backoff alogithm
(0~2^n-1)에서 랜덤하게 정함
(16번 충돌시 failure)

[Bridge]
- MAC주소 기반의 통신
- 주소를 파악하여 전송

[Switch]
- 여러 포트 이용하여 M AC주소 기반 통신, 동시전송 가능

[WLAN]
- Restricted
- transmission technologies
(Radio transmission): 2.4~5GHz사이의 누구나 사용할 수 있는 주파수 ISM사용
-> 전송 세기 제한, 벽 통과 가능
- network modes
(Infrastru cture mode): AP중계기 통하여 전송(BSS, ESS)

[wifi 동작단계]
- synchronization 동기화(AP가 주기적으로 beacon 신호를 보냄)
- channel scanning: passive, active(주변에 어떤 기지국이 있는지 찾는 과정: 주변에 있는 모든 AP검색)
기지국에 단말기가 오게되면
- authentication and association(자신의 단말을 기지국에 넣고 서비스를 제공받게 된다)
- data transfer

[waiting time control]
- 기다리는 시간
- SIFS < DIFS

[mac-access mechanisms]
DFWMAC - DCF using CSMA/CA(avoidance)
: random backoff time이용하여 충돌 회피

[Power Management]
- power saving mode = sleeping mode <=> awake(Rx, Tx, Idle)
데이터를 받거나 보내지 않을떄 거의 꺼둔것처럼 배터리를 쓰지 않는 방식
- static PSM
- adaptive PSM
기지국이 주기적으로 보내는 beacon 신호를 받고 더이상 데이터가 없으면 sleeping 모드로 -> 그 사이에 데이터를 보내면 기지국이 buffer를 해둠(저장) -> 준비가 되었다는 신호를 보내면 저장한 데이터 전송 시작 -> tail time 만큼 기다리는 사이에 데이터가 없으면 sleeping 모드(sleeping mode신호 전달하고)//기다리는 사이에 데이터가 오면 tail time이 연장됨

[Rate Adaptation: dynamic rate shifting]
거리에 따라 다른 속도(먼거리 낮은 신호)

[IEEE 802.11__ standard]
b -> g -> a -> n -> ac -> ad/af -> ax
진화과정에 대해 알아봄

[IEEE 802.11 Standard]
- IEEE 802.11b
- IEEE 802.11g
- IEEE 802.11a
- IEEE 802.11n
- IEEE 802.11ac
- IEEE 802.11ax
MIMO(안테나 사이즈)와 다양한 모듈레이션 기법으로 인하여 진화

# data[].attributes.body
4-1장

Bus-Bus간 연결에는 Repeater가 필요하다. Bus가 다수 연결될 경우 Tree라고 지칭한다.

Repeater
- No logical isolation of segments
- If two stations on different segments send at the same time packets will collide
>> 받는 즉시 증폭을 해서 다른 컴퓨터에 신호를 뿌린다.
Hub의 역할은 Repeater와 유사하다. 포트의 개수가 3개 이상이면 Hub, 2개만 있는 경우 Repeater

Hub를 사용하면 Star구조가 된다.

MAC(Medium Access Control)
round-robin
reservation
*contention : 충돌이 발생하면 전달을 멈추고, 송신방법을 결정하는 방법.
CSMA/CD, Ethernet(유선 랜의 대표적 방법)
CSMA/CD : MAC protocol
Ethernet : LAN technology
1)채널 바쁠 경우, 한가해질떄까지 기다린다.
2)한가해지면, 전송한다.

Binary Exponential Back off Algorithm
충돌이 11회 이상 발생 시, 정지횟수는 증가하지 않으며 16회 이상 발생 시 전송에 실패한다.

Bridge
Repeater와 달리, 주소값을 따지는 장치로써 장치를 거치지 않고 정보를 전달할 수 있는 경우, 모든 장치에 정보를 전달하지 않고 차단하는 역할을 수행한다.

Switch(스위칭 허브)
포트가 여러 개 달려있으며, 주소값을 기억한다.

Characteristics of Wireless LANs
방, 빌딩, 대학 등의 범위에 적용한다.
Radio transmission을 사용한다.
ISM license를 사용하며 2.4GHz, 5GHz를 사용한다. 누구나 사용할 수 있기 때문에 충돌 방지를 위해 범위에 제한이 있다.
Infrastructure network mode를 사용한다.
BSS가 기본적인 단위로, 기지국과 단말의 단위를 의미한다.
AP 내 BSS단위 내에서 기지국과 단말 간 통신하며, BSS단위를 묶은 것을 ESS라고 한다.

Synchronization
AP는 비콘을 생성하여 주변에게 자신을 알린다.
Timestamp : 주변 장비에 신호를 보내 시간을 맞춘다.
SSID : 공유기 이름 등

Channel Scanning

Passive scanning : 비콘 신호를 보낸 뒤 신호가 올 때 까지 대기(최대 대기시간 존재) 채널 개수에 상관 없이 일정 수준 대기한다.
Active scanning : 비콘 신호를 보낸 뒤 해당 채널에서 응답이 없으면 다음 채널의 신호를 송신하여 주변 모든 AP를 검색한 뒤, 통신에 가장 적합한 AP를 찾는다.

Physical layer
신호를 보내는 역할 수행
MAC layer
데이터를 보낼 때 충돌이 일어났는지 판단하고 해결하는 역할 수행

IEEE 802.11 Standard - MAC
DFWMAC - DCF using CSMA/CA (mandatory)
충돌이 일어나지 않도록 회피한다.(Avoid)
5개의 station과 기지국 그림(38p)
DIFS-프레임-SIFS대기 후 AP신호 후 DIFS대기. 충돌 발생 전 random backoff time을 형성하여 대기하며, 그 사이 짧은 random backoff time을 가진 station에서 프레임을 전송.
random backoff time이 같아 충돌이 발생했을 경우 기지국에 전송은 실패하며, DIFS만큼 대기 후 증가한 backoff time을 설정(31->64->...)
Waiting Time Control - IFS(Inter-Frame Space)
SIFS(Short IFS)
DIFS(DCF IFS)
대기시간이 짧은 SIFS에 우선순위가 부여된다.

4-2장
Power Management

Power Saving Mode - Adaptive PSM
Mobile device가 sleep상태일 때, Access Point는 그 사이 보낼 정보를 저장 후, 다음 주기 때 전달해야 할 정보가 있다는 신호를 보내고, 해당 신호를 송신한 장치는 sleeping상태에 들어가지 않고 Tail-time동안 정보를 수신한다. 그 사이에 새로운 패킷이 도착하면 Tail-time이 연장되며, 모든 패킷이 전달된 후에는 다시 sleeping mode로 전달됨을 알린 후 절전된다.
Tail-time의 길이는 상황에 맞게 설정하는 것이 가장 좋다.

Rate Adaptation (dynamic rate shifting)
무선 network에서는 거리가 멀어짐에 따라 신호가 약해져 에러 발생확률이 높기 때문에 낮은 속도로 정보를 송신한다.

WiFi는 802.11뒤에 오는 알파벳에 따라 특징이 다르며, 버전 별 속도가 다른데, 이는 모듈레이션 기법의 발전(1024QAM)과 8x8 MU-MIMO DL/UL의 영향을 받았기 때문이다.

# data[].attributes.body
Chapter 4

LAN & WLAN

1) LAN Topologies : Bus, Star, ring, Mesh, Tree, Point-to-Point

Bus/Tree

- 한 노드의 송신을 전송 통로의 모든 노드가 수신함

#Repeater : 버스와 버스를 연결시켜 확장하는 역할, 신호 증폭

Star : Hub 존재

- 각 station은 중앙 노드(Hub)로 직접 연결

물리적으로 연결된 노드들 사이에서 동시에 송신이 발생하면 통신실패

---------------------------------------------------------------------------

MAC(Medium Access Control)

- 충돌 감지, 회피

CSMA/CD

-MAC Protocol

-CSMA : 다른 사용자가 사용 중인지 감지

-CD : 충돌이 감지되면 전송 중지

- 방식 : 충돌이 일어난 노드들간 랜덤한 수를 부여, 순서 지시, 같은 수를 가지게 될 경우는 더 많은 범위의 수를 랜덤부여

Bridge

- 버스와 버스를 연결

- Repeater와의 차이점은 주소를 파악한다는 점

Switches

- 허브와 비슷한 형태

- 주소 + 소프트웨어

WiFi

- 좁은 지역에 국한됨

- 두 가지 방식의 transmission (Infrared, *Radio)

Infrastructure : 기지국 존재

Ad-hoc Network : 기지국 존재X, 인프라가 없는 경우 사용

Infrastructure를 통해 WiFi 가 동작하는 원리

-Synchronization

--Timestamp

--beacon interval

--SSID

-Channel Scanning

--Passive : beacon signal이 올 때가지 기다림

–-Active : 채널별로 신호를 보내 모든 AP 검색, 최적의 기지국을 찾음

-Authentication & Association

--Authentication : 암호를 통해 인증을 하고 사용

--Association :

-Data Transfer

802.11 Protocol

- physical layer : 신호를 보내는 계층

- MAC layer : 충돌 방지

IEEE 802.11 Standard

-Waiting time control – IFS

-SIFS : 가장 짧은 대기 시간(높은 우선순위)

-DIFS : 가장 긴 대기 시간(낮은 우선순위)

-DFWMAC-DCF using CSMA/CA

- 충돌이 예상될 때, 정해진 범위의 수의 랜덤#을 부여하여 순서 결정

- 충돌이 발생하면 Backoff #를 더 넓은 범위의 랜덤#로 순서 결정

Chapter 4-2

Power Management

- 무선으로 통신망을 사용하는 것은 배터리 문제와 결부되기 때문에 정의

- Power saving mode(sleeping mode)

- static

- adaptive : {“awake” : fully powered, ‘sleep’ : off all or some parts}

Power saving mode – adaptive

- beacon signal에 따라 TIM이 세팅됨.

- TIM이 세팅되어 데이터를 받을 준비가 되면 저장되어 있던 데이터들이 들어오고 tail-time 동안 대기후 sleeping mode로 들어가게 됨.

Rate Adapatation (Dynamic rate shifting)

- 거리에 따른 전송 속도의 변화 (반비례 관계)

IEEE 802.11 의 진화

b → g → a → ac → ad/af → ax : 지속적으로 속도 증가

# data[].attributes.body
4장 LAN & WLAN

1.  LAN
(1) Topologies - Bus, Star, Ring, Mesh, Tree, Point-to-Point
1) Bus/Tree - repeater를 이용해서 bus와 bus를 연결하여 bus를 확장
2) Star - hub를 사용함
3) Mac - contention 방식을 이용(ex: Ethernet)
4) CSMA/CD, Ethernet
- 한방향 통행
5) Bridge - 주소를 파악해서 충돌을 막음
6) Switch - 주소를 파악해서 정확하게 데이터를 전달

2. WiFi
(1) 특징: 무선, 범위가 작다
(2) Infrared Transmission, Radio Transmission
1)Radio Transmission - 주파수가 강하기 때문에 제한된 주파수를 가짐, 벽을 통과
(3) Infrastructure network, Ad-hoc network
(4) Synchronization - SSID, channel number
(5) Channel Scanning
1) Passive Scanning
2) Active Scanning
(6) Authentication & Association
(7) IEEE 802.11 표준
1) Phisical layer - 속도 1 or 2 Mb/s, FHSS, DSSS, Infrared
2) Mac layer - SIFS DIFS, CSMA/CA

3. Power Management: 데이터를 보내지 않을 때 배터리를 거의 쓰지 않는 관리법
(1) Awake 와 Sleep : 활성모드와 수면모드
(2) Adaptive PSM

4. Rate Adaptation

5. IEEE 802.11 standards
(1) IEEE 802.11 b/g/a/n/ac/ad/af/ax

# data[].attributes.body
1. 4-1장

1. Bus / Tree , Repeater = 하나의 선으로 만들어준다.

2. Star, hub

3. MAC ( Medium Access Control)

1. 충돌이 일어났을 때 푸는 역할

4. CSMA/CD, Ethernet

1. 16번 전송 실패시 전송이 중지된다.

5. Bridge.

1. 위쪽은 1~10, 아래는 11~20로 한다. 충돌을 억제하고 주소까지 보는 똑똑한 장치.

6. 랜에서는 브릿지, 리피터 쓰기도 한다.

7. Wireless LANS

1. Radio transmission, Infrastructure network mode을 주로 쓴다

2. Infraeds 는 벽을 통과하지 못한다. Radio 는 벽을 통과한다

3. ESS는 BSS의 묶음이다.

8. Synchronization

9. Channel Scanning

10. Passive scanning

1. Active scanning = 기지국 있어요~라고 알려주는 것.

2. 주변에 모든 AP를 검색.

11. Authentication & Association

1. 암호

2. 연결

12. IEEE 802.11 standard

1. 와이파이 표준이다.

13. Physical layer(legacy)

1. FHSS

2. DSSS

3. Infrared

14. MAC

1. DCF using CSMA/CA(mandatory)

15. 중요한거만 설명하겠다. 강의자료 다 볼 필요 없다.

1. 4-2장

1. Power Management = 거의 꺼놓은 것 처럼 배터리를 거의 쓰지 않는 상태

1. Static  방식 = 거의안씀

2. Adaptive 방식 = 주로 씀

1. Tail-time이 생기고, 데이터를 받으면 또 tail-time이 생긴다.

2. 데이터를 받을 때가 전력을 많이 쓴다. Idle 상태에도 은근 전력을 많이 쓴다. 하지만 sleep 상태에선 배터리를 거의 안쓴다.

3. Rate Adaptation

4. IEEE 802.11b = 11Mbps, 2.4GHz

1. IEEE 802.11g = 54 Mbps

2. IEEE 802.11a = 5GHz, 54 Mbps

3. IEEE 802.11n = 600Mbps, 2.4GHz, 5GHz

4. IEEE 802.11ac = 5GHz, 6.9Gbps

5. IEEE 802.11ax = 안테나, 모듈레이션 기법이 매우 발전함

# data[].attributes.body
-4장-

○LAN

1. Repeater: LAN의 연결구조인 버스와 버스를 연결해주고 증폭시켜주는 장치

2. Hub: 리피터는 포트가 두 개라면 Hub는 여러 개이며 연결구조인 Star 구조는 Hub를 통해 연결됨

3. MAC(Medium Access Control): 공유되는 장치들의 충돌을 제어하는 장치(ethernet)

1) CSMA/CD: 함께 사용하는 매체를 누군가 사용하는지 안하는지 알려주며 충돌을 막아줌

2) Binary Exponential Back off Algorithm: 충돌시 우선순위를 정해주는 알고리즘

4. Bridge: 주소까지 파악하는 장치이며 주소가 10인 서버에 데이터를 보내게 되면 11 이후에는 안보내는 장치 <=> 리피터는 멈춤 없이 끝까지 데이터를 보냄

5. Switch: 주소를 파악해서 정해진 서버로만 데이터를 보냄

○WLAN

1. 정의: 무선 랜이며 광범위한 범위를 커버하지 못함

2. Radio transmission: 2.4 ~ 5GHz의 값을 가지며 누구나 사용할 수 있기 때문에 전송의 세기에 제약을 받음

I3. nfrastructure network: 기지국에 의해 연결된 네트워크

4. Ad-hoc network: 기지국 존재하지 않아서 데이터를 전송할 때 다른 장치의 도움을 받으며 도중 하나의 장치가 사라질 경우 데이터가 올바르게 전송되지 않음

5. Infrastructure 구조로 WiFi가 동작하는 단계

1) Synchronization

2) Channel Scanning

- Passive: 채널을 돌아가면서 신호가 올 때까지 기다리는 방식

- Active: 기다리지 않고 채널을 돌면서 먼저 신호를 보내는 방식

3) Authetication & Association

4) Data Transfer

6. 802.11 표준

1) Physical layer: 신호를 시그널로 만들어서 보냄

2) MAC layer

- CSMA/CA: 데이터의 충돌을 줄이는 방식으로 random backoff time을 줌

- backoff number는 충돌이 일어났을 때 4개, 8개, 16개,,, 식으로 늘어남

7. Power Management

1) 데이터가 보내거나 받지 않을 때 거의 꺼논 상태로 만드는 방식

2) Adaptive Power Saving Mode

- sleeping 모드에서는 데이터를 받을 수 없음

- 데이터를 받고 더 이상 데이터가 오지 않을 때 tali time를 가지며, tail time일 때 데이터가 오면 tail time이 연장됨

# data[].attributes.body
4장 LAN & WLAN

Local Area Network

<LAN Topologies>

1. Bus : 가장 기본적인 lan의 형태

-lan은 한 노드가 데이터를 보내면 모든 노드가 그 데이터 정보를 알게 됨

-자신이 수신자인지 아닌지 구별

버스형은 길이의 제한이 있어 Repeater를 통해 버스를 연결

=> 버스 확장

-Repeater : 한 segment에 보낸 정보를 다른 segment에 전송하는 역할

cf.) Repeater vs Hub

-Repeater ; 포트가 2개로 2개의 segment를 연결

-Hub : 여러개의 포트로 여러 개의 segment를 연결

2. Tree : Bus를 여러 개 연결한 형태

3.Star

-hub을 사용하여 연결한 lan의 형태

-동작 : hub에 데이터를 전송해 수신자가 받는 형식

-bus와 star와 별 차이가 없음

-Interconnection(hub를 여러 개 사용)

4.Ring

5.Mesh

6.Point-to-Point

<MAC>

-LAN에서 데이터 충돌 방지를 위한 데이터 전송 방식

-contention(random access)

: 일단 데이터 전송 후 충돌 시 전송 중단

- contention의 MAC 프로토콜 : Ethernet

<CSMA/CD, Ethernet>

동작 : 매체에 데이터 전송 유무 확인 후 데이터 전송(CSMA) -> 동시에 데이터 전송으로 충돌 감지 시 충돌 사인 jam signal을 다른 노드들에게 전송(CD) -> 충돌 노드 간 데이터 전송 순서를 정함

<Binary Exponential Back off Algorithm>

-충돌 노드 간 2^n-1의 time slot을 랜덤으로 골라 데이터 전송 순서 정함(충돌할 때마다 n증가)

-16번 충돌 시 전송 중지

<Bridges vs Switches>
-Bridge : 각 단말기의 주소를 파악하여 데이터를 보내는 device
-Switches(switching hub) : 주소를 파악해 sensor에 데이터를 전송하는 device

-차이점

: bridge는 2개의 포트/switch는 여러 개의 포트

Wireless LAN(WI-FI)

-coverage : local area

-Two transmission technologies

1) Infrared transmission

2) Radio transmission <- 현재 방식

-Two network modes

1) Infrastructure network mode <- 현재 방식

2) Ad-hoc network mode

<Infrared & Radio transmissions>

Radio transmissions

-누구나 사용할 수 있는 주파수 대역으로 전송세기 제한

-벽을 통과하는 주파수

<Infrastructure & Ad-hoc Networks>

-Infrastructure Networks :유선으로 연결된 기지국에서 각 transmission range 내에서 기지국과 통신

-Ad-hoc Networks : 기지국 없이 스스로 네트워크를 생성해 무선통신, 모든 device를 사용하여 데이터를 전송하기 때문에 매우 어려운 네트워크 구조

<Network Architecture>

1. Infrastructure network

사용 단위

1) BSS(Basic Service Set) : AP와 그 전송범위 안에 있는 여러 개의 단말기

2) ESS : 한 기관의 BSS를 묶은 단위(각 BSS는 유선으로 연결)

동작 : AP 안에 있는 BSS에서 기지국과 단말기가 통신하는 구조로 유선을 통해 외부로 데이터 전송 혹은 다른 BSS로 전송 가능

2. Ad-hoc Networks

기지국이 없어 자율적으로 IBSS(Independent Basic Service Set)를 만들어 통신

<Infrastructure network - Basic Operation Procedure(기본동작구조)>

1.Synchronization

기지국이 있는 곳에선 AP는 주기적으로 Beacon이라는 신호를 전송하여 자신의 정보를 알려줌(timestamp- 싱크 맞춤&비콘 전송주기, SSID – 자신의 아이디 제공(와이파이 이름 생각하면 됨), Channel number 제공,,,)

2. Channel Scanning : 기지국이 있는 곳에 단말이 오게 되면 하는 동작으로 주변에 기지국을 찾는 과정

종류

1) Passive scanning – beacon신호가 올 때까지 무작정 기다림, 채널을 바꾸면서 기다리므로 시간이 많이 걸려서 잘 사용안함(유효 시간 존재)

2) Active scanning

- 채널마다 기지국을 쓰는 지 확인 신호를 보낸 뒤 일정 시간 답장이 없으면 다른 채널에 신호를 보냄

-그 주변에 있는 ap를 모두 검색 후 자신이 가장 좋은 기지국 선정

3. Authentication & Association

기지국과 association을 맺는 단계(기지국의 DB에 단말기 저장)

4. Data Transfer - 데이터 전송

<IEEE802.11 Standard>- 와이파이의 표준

- 표준에 맞춰 와이파이의 lan카드를 제조

-기지국(access point)의 역할 : 단말은 와이파이로 데이터를 전송 받고 이더넷을 통해 server & fixed terminal에 데이터를 전송함

-두 개의 프로토콜을 이해

<802.11 – Protocol Layer>

1. Physical layer

-신호를 보내는 역할 &최대 2Mbps의 데이터 전송 속도

2. Mac layer

- 데이터를 보낼 때 충돌 확인 등 중요한 역할

-Waiting Time Control(IFS)

1) SIFS – 조금 기다리는 시간, 우선순위를 높은 traffic의 IFS

2) DIFS – 많이 기다리는 시간, 우선순위가 낮은 traffic의 IFS

CSMA/CA(CD는 무선에서 되지 않음) <- mandatory

: 충돌확률을 완전히 줄이기 위한 MAC 표준

동작

-random backoff time을 이용하여 충돌 발생 확률을 줄임

(backoff number은 다 사용할 때까지 다른 number를 고르지 않음)

-무선에서는 collision detection이 되지 않음 끝까지 동시에 보냄

-AP의 A 신호가 오지 않으면 충돌을 인식하여 다시 random backoff time을 잡음

<Power Management>

무선LAN의 배터리 문제를 해결하기 위해 프로토콜 만듦(Two power saving modes)

- 유선LAN에서는 안정된 전력 공급 반면 무선LAN은 배터리 사용으로 불안정한 전력 공급 EX)스마트폰 배터리 빠르게 닳음

<Two power saving modes>

: 데이터를 주고받지 않을 때 거의 꺼놓은 것처럼 배터리를 사용하지 않은 상태로 전환

1) Static PSM

2) Adaptive PSM(많이 사용)

awake 모드 : 풀파워로 데이터를 주고받음(TX,RX), idle상태

sleep 모드 : 거의 일정한 후에 깨어나는 모드 => awake모드의 1/20 전력 사용

동작순서

: 기지국에서 신호beacon을 받은 뒤 서로 연결 -> sleep모드 동안 기지국은 보낼 데이터를 buffer에 저장 -> 다시 beacon신호를 받으면 null frame 신호를 보낸 뒤 buffer에 저장된 데이터를 tail time 동안 받음 -> 데이터가 tail time이 끝나기 직전에 오면 tail time 연장 -> null frame 신호를 보내고 다시 sleep mode

<Rate Adaptation>

단말의 거리에 따라 통신속도가 달라져 발생하는 에러 문제점을 해결하기 위해 먼 거리는 낮은 전송속도 사용(표준에 따라 전송속도 상이)

<IEEE802.11 standards – Evolution>

1. IEEE802.11b(2.4GHz)

최대전송속도 : 11Mbps

거리에 따라 총 4단계의 전송속도 사용(1,2,5.5,11Mbits/s)

2, IEEE802.11g(2.4GHz)

최대전송속도 : 54Mbps

Backward compatible : 802.11b와 802.11g는 같은 주파수를 사용하기 때문에 802.11g의 단말기와 802.11b의 랜카드 operation가능

3. IEEE802.11a(5GHz)

5G의 표준안

4. IEEE802.11n(2.4GHz&5GHz) - 듀얼밴드

-최대전송속도 : 600Mbps

MIMO, Modulation으로 빠른 전송속도 가능케 함

5. IEEE802.11ac(5GHz)

최대전송속도 : 6.9Gbps

MIMO, Modulation

6. IEEE802.11ax

기지국이 많을 때(death mode) 최대속도로 통신을 하게 해주는 표준안

# data[].attributes.body
4-1장.

[Local Area Network]

LAN Topologies : bus, star, ring, mesh, tree, point-to-point

1) Repeater : Segment에 모인 신호를 듣고 다른 리피터에 뿌림. 포트 2개.

2) Hub : 기기 여러 개와 직접 연결해서 직접 신호 전송. 포트 여러 개.

[MAC(medium access control) : round-robin, reservation, contention]

-CSMA/CD: MAC protocol, 누가 먼저 데이터를 보낼지 순서 정함  -> binary exponential back off 알고리즘 : 충돌이 n번 발생시 2^n개의 윈도우로 증가, 랜덤 숫자 선정, 16번 일어나면 전송 실패 메시지와 함께 중지

-Ethernet : LAN technology

3) Bridge : LAN을 연결하는 브릿지는 주소까지 파악 가능함. 다른 LAN에 해당 주소가 없으면 그 LAN에 보내지 않음. 만약 전송 받는 주소까지 있으면 그 주소로 전송해줌.

4) Switch : 주소를 보고 데이터를 모든 서버에 전송하지 않아 효율이 높음. 소프트웨어가 들어감. 포트가 여러 개임.(Hub와 비슷)

[WLAN]

-Radio transmission : 2.4~5GHz, 벽을 통과함.

-Infrastructure network mode(wifi) : 기지국과 함께 통신을 할 수 있는 네트워크

-Distribution System (DS) : 인접한 영역에서 만드는 시스템

-진행 순서

1)Synchronization : AP가 주기적으로 Beacon 신호를 보냄. 단말들이 싱크(주기)를 맞춤.

2)Channel Scanning : passive/active 방식 중 거의 active 방식 사용

3)Authentication & Association : 암호 넣기, 기지국에 기기 연결

4)Data Transfer : 기지국을 통해 데이터 전송

[Protocol Functions]

-Physical layer : 신호를 signa로 바꾸어 전송,

-Mac layer : 충돌의 해결은 어떻게 할지 정의한 프로토콜

-MAC에서 우선순위 정하는 요소 : IFS, SIFS, PIFS, DIFS  ->조금 기다릴 수록 우선순위가 높음.

-CSMA/CA : CD는 무선에서는 안됨. 충돌 확률을 줄이기 위해 Advanced로 사용.

4-2장.

Power management : 배터리가 중요함.

[2 power saving modes]

-Static PSM

-Adaptive PSM : 패킷이 오지 않으면 sleeping mode로 변경.TIM의 set 여부에 따라 packet을 보냄.

[2 power states]

-Awake : active mode, fully powered(TX,RX,IDLE)

-Sleep : power save mode

[wifi power 소비]

-데이터를 보낼 때 전력을 많이 씀(RX).

-Idle listenin에서도 전력 소비량이 많음.

-Sleeping  mode로 전력을 아낌.

[Rate Adaptation] : dynamic rate shifting

-가까이 있을 수록 신호가 강함+속도 빠름

-802.11 g / b / a / n / ac / ax

# data[].attributes.body
Chapter 4 LAN & WLAN

Local Area Network_

LAN Topologies_

(1) Bus_ 옛날에 많이 쓰던 방식

(2) Star_ 얘도 많이 쓰임

(3) Ring

(4) Mesh

(5) Tree_ 버스와 스타를 합친 느낌. 얘도 많이 쓰임

(6) Point-to-Point

Bus / Tree_

랜은 한 노드가 들으면 같은 통로의 다른 노드들도 함께 들을 수 밖에 없는 형태로 구성되어있음. Repeater를 통해 버스와 버스를 연결시키는 것이 가능. 그러면 버스가 확장되는 효과가 생김. 그림의 경우 한 선에 5개의 노드가 연결된 것과 같음. Repeater는 두 개의 선을 연결하고, Hub는 여러 개의 선을 동시에 연결할 수 있음. Hub를 사용하는 것이 Star.

MAC(Medium Access Control)_

근데 연결하면 노드들이 동시에 데이터를 보낼 수가 없게 됨. 서로 충돌하기 때문. 이를 해결하기 위한 방식이 MAC. round-robin, reservation 등이 있으나 가장 효율적인 방식은 **contention(random access)** 일단 그냥 보내고 만약 충돌이 발생하면 멈추고 이를 어떻게 해결할 것이냐를 따지기. 이를 통해 만들어진 것이 CSMA/CD와 Ethernet.

CSMA/CD, Ethernet_

예전부터 많이 써온 유선 랜의 대표적인 방식.

CS(Carry and Sense)_ 데이터를 누가 보내고 있으면(busy) 감지해서 가만히 있다가 한산하면(idle) 전송한다. 함께 쓰는 매체를 누가 쓰고 있는지 아닌지를 감지.

CD(Collision Detection)_ 근데 두명이 동시에 한산함을 느끼고 보내면 충돌하잖아? 충돌이 발생하면 보내는 것을 중단하고 jam signal이라 하여 충돌이 발생한 것을 다른 node들에게 알림. 근데 그래서 누가 먼저 보낼건데? Binary Exponential Back off Algorithm 사용.

Binary Exponential Back off Algorithm_

충돌이 발생하면 전송자 A와 B는 각각 {0, 1}에서 원소 하나씩 random하게 고름. 그래서 0 고른 사람이 먼저, 1 고른 사람이 나중에. 근데 둘 다 같은 수를 고르면?(after collision #2) 윈도우를 하나 더 늘려서 {0, 1, 2, 3}에서 하나씩 고름. 이때도 충돌하면(after collision #3) 또 윈도우를 늘려서 8개 중에 선택하고.. 이런식

After 10 collisions, 더 이상 선택의 경우의 수는 증가하지 않음(the randomization interval is frozen)

After 16 collisios, 전송에 실패했다고 알림.

Bridge_ 얘는 Repeater보다 똑똑한 애. 각 station의 주소까지 봄.

Switch_ Bridge와 비슷한 아이. 근데 Port가 Hub처럼 여러 개. 얘는 주소도 볼 뿐만 아니라, 전송받는 아이 쪽에만 데이터가 가도록 해줌. 그 사이 다른 아이들은 서로 전송 가능.

Wireless LAN(Wi-Fi)_

다소 반경에 제약을 가짐. room. building, campus.

크게 두 가지 기술과 모드가 있음. Infrared transmission은 자주 쓰지 않음. Radio transmission은 자주 사용. Infrastructure network mode는 우리가 자주 사용하나, Ad-hoc network mode는 상당히 고난도의 network라 자주 사용하지 않음.

Radio transmission_

누구나 사용할 수 있음. 따라서 전송의 세기에 제약을 받음. 벽을 통과함(Infrared는 통과 X).

Infrastucture network mode vs Ad-hoc network mode_

Infrastucture network는 기지국이 있음. 반면 Ad-hoc는 기지국이 없이 자기들끼리 Network. 상당히 어려운 Network임. 보통 재난 중, 전쟁 중에 사용

Infrastucture network mode_

별도의 섬처럼 구성된 BSS에서 단말기들끼리 AP를 통해 통신하고, 이는 유선을 통해 다른 BSS나 유선을 통해 나갈 수 있음.

Synchronization_

어떤 기지국에 가면 AP들이 주기적으로 Beacon이라는 신호를 보내서 단말기들이 자신과 Sync를 맞추도록 함. 그리고 자신의 아이디(SSID), 채널 넘버 등등의 정보를 알려줌. 우리 일반적으로 기기에 와이파이 연결할 때 생각해보기. Passive 방식은 MS가 AP로부터 Beacon 신호를 받을 때까지 기다림. 근데 채널을 바꿔가면서 기다리기에 채널 낭비가 심함. 그래서 자주 쓰는 것이 Active Scanning. 이 방식은 MS가 주변에 채널을 바꿔가면서 물어봄. 이 채널에 기지국 있나요? 그래서 기지국을 빨리 찾음.

Authentication & Association_

Active Scanning으로 가장 좋은 기지국을 찾으면 연결하려 시도함. 그런데 암호가 있다면? 인증을 해야함. 이러한 절차들을 의미.

IEEE 802.11 Standard_

Wi-Fi의 기준은 IEEE 802.11이라고 불리는 표준 단체에서 정한 기준을 따름.

Physical Layer와 Data Link Layer, MAC의 표준을 정하고 있음. (LLC는 기존에 쓰던거 그대로 사용)

Physical Layer_ 신호를 만들어 보내는 역할

MAC_ 충돌을 해결하는 역할. 충돌이 발생하면 어떻게 하는가? 대표적인 방식이 mandatory 방식. (1) SIFS(Short Inter-Frame Space) 조금만 기다림. (2) DIFS(DCF IFS) 오래 기다림. 우선순위가 높은 아이는 조금만 기다리게, 낮은 아이는 오래 기다리게 하는 방식으로 충돌을 해결함.

DFWMAC-DFC using CSMA/CA_

얘는 왜 CSMA 뒤에 CD(Collision Detection)가 아니라 CA(Collision Avoid)가 붙지? 애초에 무선은 충돌을 감지할 수 없음. 따라서 충돌 확률 자체를 낮추자는 것이 Wifi의 Mac 표준임. 다섯 개의 station에서 보내는 데이터는 모두 AP(Access Point)를 향해 가지. 1번 station은 다른 애들이 보내고 있는지를 먼저 보고, 아무도 안보내면 보냄. 2 3 4는 보내고 싶은 것이 생기면 1번 것이 끝나기를 기다림. 이후 SIFS만큼 기다리고 AP가 잘 받았다는 신호를 보냄(가장 우선을 갖는 신호이기 때문). 이후 DIFS만큼 기다리고, 2, 3, 4의 우선 순위를 정하기 위해 Back off Algorithm을 사용해서 random number를 고름(충돌이 발생한 것이 아니지만, 충돌을 피하기 위해). 경쟁하던 Random Number에서 아까 기다린만큼을 빼고 새롭게 순위를 정하게 됨(기다리던 애들이 자연스레 우선순위를 갖게 됨). 기다린만큼을 뺐더니 같은 우선순위를 갖는다면? AP로부터 전송에 성공했다는 메시지를 받지 않기 때문에, 이를 DIFS만큼 기다리고나서 실패했음을 인지하고 다시 Backoff number를 새로 잡게 됨.

(Chapter 4 이어서)

Power Management_

항상 전력을 full power로 사용해야하는가? 두 가지 power saving mode가 있음.

Static보다는 Adaptive를 사용함.

Awake는 항상 깨어서 full power로 보내는 상태(Tx보내거나, Rx받거나 Idle의 상태).

Sleep는 일정 시간 후에 깨워라 하는 상태. 데이터를 보낼 때와 받을 때 생각보다 큰 차이 없음. 오히려 받을 때가 더 많음. sleep 모드로 가면 awake에서의 idle 상태보다 훨씬 전원을 절약함.

Adaptive 방식은 Access point가 있고 단말이 있음. 데이터를 받고 tail-time만큼 기다리기. 기다리는 동안 새 데이터가 오면 다시 데이터를 받지만, tail-time이 끝나면 다시 sleeping mode로 들어감. tail-time도 회사마다 다름. 짧고 길고에 따른 장단이 있음.

Rate Adaptation(dynamic rate shifting)_ 단말기의 멀리 있으면 신호가 약하니 error가 발생하기 쉬우므로 느린 속도로 통신을 하게 됨. 이렇게 속도를 조절하는 것이 Rate Adaptation.

IEEE 802.11 표준 이후 다양한 표준들이 등장하고 있음. 알파벳으로 구분. 802.11n은 듀얼밴드라 2.4GHz와 5GHz를 지원함. 11ac는 5g 밴드만을 사용함. 가장 최근 나온 것은 11ax. 802.11도 결국 다양한 표준들을 갖게 됨. 그리고 가면서 속도가 엄청나게 발달함

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Chap 4. LAN&WLAN

LAN

: 유선 LAN을 만드는 Topologies

->Bus, Star, Ring, Mesh, Tree(bus+ star), Point-to-point

*LAN은 한 노드가 보내는 것을 한 줄의 모든 노드가 들음(수신자면 받으면 됨)

*Repeater : 버스와 버스의 연결 지점

*Hub : repeater와 하는 일은 비슷함, 포트가 많은 것을 허브라고 함, 확장 가능

1. Star : 허브를 사용하면 star->bus하고 비슷

MAC

: round-robin / reservation / contention

-> 보내고 충돌을 감지하면 멈춘 뒤, 어떻게 해결할 건지

CSMA/CD

: MAC protocol

*CS : 누가 데이터를 보내고 있는지 감지 -> 만약 누군가와 겹쳐 충돌하는 것을 Collison detection -> stop -> jam signal(다른 노드들에 알림) -> binary exponential back of algorithm(누가 먼저 갈지 정하는 것)

Random number(0이 먼저)(똑같은 숫자를 고르면 두 번째 충돌 -> 2^n증가 -> … -> 전송 실패 메시지

Bridge

: repeater가 아님, 주소를 파악해 아래로 보내거나 보내지 않는 걸 선택가능함, 충돌을 덜 일으킴

Switches

: LAN switches는 hub와 비슷하게 생김, 주소를 보고 단 하나에게 보냄, 동시다발적 전송을 해 효율성이 높음

WIFI

: 무선, 일부 지역

->두 가지 transmission technologies

1. infrared transmission

2. Radio transmission

: ISM 밴드로 누구나 사용 가능(전송의 세기에 제한을 받음 - 가까운 지역), 벽을 통과하는 주파수

->두 가지 network modes

1. infrastructure network mode

: 유선 연결 기지국과 통신할 수 있는 구조

BSS :  전송기와 단말기의 합으로 한 단위

ESS : 인접한 기관에서 만드는 것

*표준에 있다고 다 사용하는 건 아님

->별도의 섬처럼 있지만 연결해 밖으로 나감
1) synchronization : AP는 주기적으로 비콘에 신호를 보냄

-> timestamp : 싱크를 맞춤-> 얼마마다 한번씩 보낼 건지, SSID,채널 주파수를 알려줌

2) Chanel scanning : passive / active-기다리지 않고 채널을 사용하는 기지국에 질문함, 능동적이며 빠르다

3) Authentication & Association : 암호를 넣어 연결

4) Data transfer

*802.11 : wifi 표준 / 기지국은 두 개의 프로토콜을 다 이해

MAC layer : 충돌이 일어났는지 여부 확인

->mandatory

->IFS(waiting time control)

1. SIFS(short IFS) : 두 프레임 사이의 기다리는 시간이 적음(우선 순위가 높음)

2. DIFS(DCF IFS) : 시간이 길다(우선순위가 낮음)

=>우선순위에 따라 충돌 해결->CSMA/CA : 충돌 확률을 줄임

Power Management

:배터리 문제를 해결하기 위한 protocol

*power saving : data를 받지 않을 때 거의 꺼놓은 것처럼 상태를 전환해 배터리 보호 - static / adaptive : sleeping모드로 들어가지 않고 tail타임만큼 기다림, 만약 tail 타임 안에 packet이 오면 tail time만큼 또 기다림-> 그 다음에 Null frame을 access point에 알려줌

Rate Adaptation(dynamic rate shifting)

11b : 11Mbps / 2.4GHz

11g : 54Mbps

11a : g와 똑같지만 5GHz

11n : 600Mbps / 2.4와 5GHz 둘다 지원

11ac : 6.9Gbps / 5GHz - 다양한 형태의 MIMO, 모듈레이션 기법
11ax : 촘촘한 WIFI 다수의 기지국에서 최대속도 통신 가능케 해주는 표준(참고문헌)

*다양한 와이파이의 표준, 시간이 갈 수록 속도가 빨라짐, 이유는 MIMO의 사이즈와 모듈레이션 기법

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Chapter 4. LAN&WLAN

<LAN Topologies>
1) Bus(가장 기본) : network backbone
- 연결된 모든 노드들 듣게됨(수신자 아니면 무시)
- repeater :버스와 버스 연결(데이터 받는 즉시 증폭하여 전달) => 버스 확장(하나의 버스  같아짐)
- 동시에 발신 불가(통신 실패) -> MAC으로 해결
2) Star : central hub
- 연결된 모든 노드들 듣게됨(수신자 아니면 무시)
- 버스와 비슷
3) Ring
4) Mesh
5) Tree
- 버스 여러 개
6) Point-to-Point

*Bridge : 리피터와 유사, 주소를 고려(충돌 덜 일어나게함)
*switch : 포트 여러 개, 주소를 수신자에게만 보냄, 동시에 보낼 수 있음

*repeater : 포트 2개
*hub : 포트 여러 개(star)
*MAC : round-robin, reservation, contention(가장 효율, 충돌 감지하면 멈추고 회피방법 탐색 ex)이더넷)
*CSMA/CD : MAC protocol
*Ethernet : LAN technology

<Wireless LANs 특징>
- 로컬
전송기술
- Infrared transmission : 벽 통과X(secure)
- Radio transmission : 2.4 GHz, 5GHz, 벽 통과
네트워크 모드
- Infrastructure network mode : 기지국O, ESS(BSS 여러개 유선으로 연결) -> 외부/다른 단말로 이동 가능
- Ad-hoc network mode : 기지국X(직접 보내는 거X), 재난상황에 사용(인프라스트럭처 사용 못 할 때), IBSS

<기본 작동 원리>
1) Synchronization
- 타임스탬프 : 동기화 위해 클럭에 대한 정보 줌
- 일정한 간격으로 비콘 시그널 보내는거(주기)
-  BSS 아이디(ssid)
- 채널 넘버
2) Channel scanning
- Passive : 비콘 신호가 올 때까지 기다림
- Active : 모든 AP 검색, 채널에게 신호보냄(1번 -> 없음 -> 2번)
3) Authentication and Association
- 암호(인증)
- 연결(단말을 기지국이 DB에 넣고 서비스를 해줌)
4) Data transfer

<IEEE 802.11 Standard>
[mobile terminal] <-> access point : 무선
access point <-> infrastructure network <-> server/fixed terminal : ethernet

protocol layers : 데이터링크 레이어 MAC, 피지컬 레이어 정함
1) 피지컬 레이어 : FHSS, DSSS, Infraredd
2) MAC mechanisms
DFWMAC- DCF using CSMA/CA(mandatory, 주로 사용됨) : 충돌 확률 아예 줄임
- 바로 보내지 않고 DIFS만큼 기다림
- 누군가가 보내면 기다림
- 잘 받았다는 메세지 SIFS만큼 기다림(우선순위)
- 충돌 안일어났는데 bakoff time(random num.) -> 짧은 거 먼저 보냄
MAC 전에 기다리는 시간으로 우선순위 정함 : SIFS(우선), DIFS

<power management>
2 power saving modes(슬리핑 모드)
1) Static PSM
2) Adaptive PSM : 주로 사용
- tail time 안에 새로운 데이터 -> time 연장/아니면 sleeping mode
- 다음 비콘 때 awake
awake(full power, 데이터 보내고 받고 없을 떈 idle 상태)
<-> sleep(끄기 직전)

<Rate Adaptation(dynamic rate shifting)>
- 가까움 - 강한 신호 -> 빠름
- 멈 - 약한 신호(에러 위험) -> 느림

<IEEE 802.11 standards evolution>
b : 2.4GHz, 최대 11Mbps -> 4단계(1, 2, 5.5, 11)
g : 2.4GHz, 최대 54Mbps, backward compatible with 11 Mbps(b)
a : 5GHz, 최대 54Mbps
n : dual band(2.4 / 5 GHz), 최대 600Mbps
ac : 5GHz, 최대 6.9Gbps
ad
af
ax : 촘촘하게 기지국이 많을 때

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1. 배운점
- LAN, WLAN의 정의, 특징 및 차이점에 대해 자세하게 알 수 있었습니다.
- ....................

2. 질문 (궁금한 점이 있는 경우 게시)