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P2.식 1.1은 전송률이 R인 N개의 링크를 거쳐 길이가 L인 하나의 패킷을 전송하는데 걸리는 종단 간 지연에 대한 수식이다. 그러한 패킷 P개를 연속해서 N개의 링크상으로 전송할 때의 이 수식을 일반화하라.
 
식 1.1 d종단간지연=NL/R
첫번째 패킷 종단 간 지연 NL/R 이때 두번째패킷은 마지막 라우터에 있다. 그리고 L/R후에 목적지에 도착한다. 두번째패킷 종단간지연 (N+1)L/R, 마찬가지로 세번째 패킷 종단 간 지연은 (N+1)L/R이다.
일반화하면 (N+P-1)L/R
 
P3. 일정한 속도로 데이터를 전송하는 애플리케이션을 생각해보자(예, 송신자가 매 k시간 단위마다 N비트 단위의 데이터를 생성한다. k는 작고 고정된 값이다.) 또한, 그러한 애플리케이션이 시작되면 상당히 긴 시간동안 계속해서 수행된다. 다음 질문들에 답하고 간략히 답에 대한당위성을 설명하라.
a. 패킷 교환 네트워크 혹은 회선 교환 네트워크 중 어느 것이 이 응용에 더 적절한가?그 이유는?
 
k가 매우 작고 일정한 시간마다 데이터를 생성하므로 거의 실시간이다. 실시간 애플리케이션에는 회선교환이 적합하다. 지연이 일정하게 유지되고, 패킷 손실이나 충돌이 없으므로 지속적인 전송이 필요한 애플리케이션에 적합하다. 네트워크 자원 낭비도 더 적다.
 
b.패킷 교환 네트워크를 사용하고 이 네트워크상의 유일한 트래픽이 위에 기술된 것 같은 응용들로부터 온다고 가정하자. 더 나아가 이 응용 데이터 속도의 합이 각 그리고 모든 링크의 용량보다 작다고 가정하자. 어떤 형태의 혼잡제어가 필요한가? 그 이유는?
 
혼잡제어가 필요하지않다. 데이터 속도의 합이 모든 링크 용량보다 작기 때문이다.
 
P4. 그림 1.13의 회선 교환 네트워크를 고려하라. 각 링크에 4개의 회선이 있음을 상기하라. 시계방향으로 4개의 교환기를 A, B, C 그리고 D라고 하자.
 
a. 이 네트워크에서 어느 한순간에 진행 중인 동시 연결의 최대 수는 몇인가?
4*4=16
 
b. 모든 연결은 A 교환기와 C 교환기 사이에 있다고 가정하자. 진행 중일 수 있는동시 연결의 최대 수는 몇인가?
4+4=8
 
c. 교환기 A와 C사이에 4개의 연결, 교환기 B와 D 사이에 4개의 또 다른 연결을 하기 원한다고 가정하자. 8개의 모든 연결을 수용하기 위해 이들 호(call)를 4개의링크를 통해 라우팅할 수 있는가?
연결 가능하다. 그림으로설명.
 
P5. 1.4절의 자동차 상단 예를 상기하라. 전파속도가 시간당 100km라고 하자.
a. 대열이 175km를 가고, 첫번째 요금소에서 시작하여 두번째 요금소를 지나가며, 세번째 요금소를 통과하면 끝난다고 하자. 종단 간 지연은 얼마인가?
 
차 10대(10비트)=1패킷
두 링크는 각각 175/2km, 전파지연=(175/2)/(100)h=7/8h
전송지연=한 비트 밀어내는데 12초. 10비트 밀어내는데 120초=2min
전송지연 3번+전파지연2번
6min+7/4h=111min
 
b. (a)를 반복하는데 이번에는 상단에 10대의 차가 아닌 8대의 차가 있다고 가정하라.
8비트=1패킷
전파지연은 똑같다. 전파지연2번=105min
전송률 1/12bps
전송지연 8*12s=96s
전송지연3번=96*3=288s=4min 48sec
총 109min 48sec
 
P6. 이 기초 문제는 데이터 네트워킹에서의 두 중요 개념인 전파 지연과 전송 지연을 탐구하는 것이다. 전송속도가 R bps인 단일 링크로 연결된 호스트 A와 호스트 B를 생각하자. 두 호스트는 m미터 떨어져 있고 링크 사이의 전파속도 s가 m/s라고 하자. 그리고호스트 A가 호스트 B에게 크기 L비트인 패킷을 보낸다고 하자.
 
a. m과 s를 이용하여 전파 지연 dprop를 표현하라.
m/s
 
b. L과 R을 이용하여 패킷의 전송 시간 dtrans를 결정하라.
L/R
 
c. 처리 지연과 큐잉 지연은 무시하고 종단간의 지연에 대한 수식을 구하라.
m/s+L/R
 
d.호스트 A가 t=0 시간에 패킷 전송을 시작한다고 하자. t = dtrans 시간에 패킷의 마지막 비트는 어디에 있는가?
호스트A를 막 떠났다.
 
e.dprop가 dtrans보다 크다고 하자. t = dtrans 시간에 패킷의 처음 비트는 어디에 있는가?
링크
 
f.dprop가 dtrans보다 작다고 하자. t = dtrans 시간에 패킷의 처음 비트는 어디에 있는가?
호스트b
 
g.s = 2.5*10^8m/s, L = 1500byte, R = 10Mbps라고 하자. dprop와 dtrans를 같게 하는거리 m을 구하라.
1500byte=12kbit
m=sL/R
m=2.510^812k/10M=3*10^5=300km
m=300km
 
P7. 패킷 교환 네트워크를 통해서 호스트 A로부터 호스트 B로 음성을 보낸다고 하자.(VoIP). 호스트 A가 아날로그 음성을 디지털 64kbps 스트림으로 변환한다. 그리고 비트들을 56바이트 패킷으로 그룹짓는다. 호스트 A와 호스트 B사이에 하나의 링크가 있다. 전송속도는 10Mbps이고 전파 지연은 10msec이다. 호스트 A가 패킷을 만들자마자 호스트 B로 보낸다. 호스트 B가 전체 패킷을 받자마자, 패킷 비트를 아날로그 신호로 변환한다. (호스트 A의 원래 아날로그 신호로부터) 한 비트가 만들어져서 (호스트 B에서 아날로그 신호의 일부로서) 그 비트가 해독될 때까지의 소요 시간은 얼마인가? 두 번째 비트에대해서는 어떠한가? 다른 비트들에 대해서는 어떠한가?
 
변환시간=56byte/(64kbps)=0.007s=7ms
전송지연 56byte/100Mbps=44810^(-8)s=44810^(-5)ms=0.0448ms
전파지연 10ms
바로 해독되므로 해독 지연은 없다고 볼 수 있다. 한 비트가 만들어져서 그 비트가 해독될때까지의 소요시간은 총 17.0448ms
모든 비트가 똑같다
 
P12. 클라이언트와 서버가 하나의 라우터를 통해 연결되어있다고 하자. 라우터가 전체패킷 대신에 첫 h바이트를 수신한 후에 수신된 패킷의 전송을 시작할 수 있다고 가정하자. 링크 속도는 R바이트/초이고 클라이언트는 서버로 L바이트 크기의 패킷 하나를 보낸다고 가정하자. 종단간 지연은 얼마인가? 전파, 처리, 그리고 큐잉지연을 무시할 수 있다고 가정하자. 클라이언트와 서버가 N개의 라우터로 연결되어 있는 시나리오에 대한 이전 결과를 일반화 하라.
라우터에 h바이트가 도착하는데 걸리는 시간 h/R
전송되기 시작한 L바이트가 서버까지 가는데 걸리는시간 L/R
(h+L)/R
N개의 라우터로 연결되어 있을 때,
 
P23. 그림 1.19(a)를 고려하라. 서버에서 클라이언트로의 경로 상에 병목 링크가 Rsbps 를 가진 첫번째 링크임을 안다고 가정하자. 서버에서 클라이언트로 연속해서 2 개의 패킷을 보내고 이 경로상에 다른 트래픽은 없다고 가정하자. 각패킷의 크기는 L 비트이고, 2 개의 링크 모두 같은 전파 지연 dprop 을 갖는다고가정하자.
a. 목적지에서 패킷 간 도착(inter-arrival) 시간은 무엇인가? 즉, 첫번째 패킷의마지막 비트가 도착하고 두번째 패킷의 마지막 비트가 도착하는 데까지 경과된시간은 얼마인가?
첫번째 패킷 A 를 호출하고 두번째 패킷 B 를 호출병목 링크가 첫 번째 링크인 경우 패킷 B 는 패킷 A 의 전송을 기다리는 첫번째링크에 대기. 목적지에서의 패킷 도착 간 시간 : L/Rs
첫번째 패킷 마지막 비트 도착까지 L/Rs+d+L/Rc+d=x라고 하자
두번째패킷 마지막 비트 도착까지 L/Rs+x
즉, 답은 L/Rs
 
b. 이제 두번째 링크가 병목링크 (즉, Rc < Rs)라고 가정하자. 두번째 패킷이두번째 링크의 입력큐에서 큐잉되는 것이 가능한가? 설명하라. 이제 서버가첫번째 패킷을 보낸 T 초 후에 두번째 패킷을 보낸다고 가정하자. 두번째 링크전에 큐잉이 되지 않은 것을 보장하려면 T 가 얼마나 커야하는가? 설명하라.
이 문제는 ‘첫번째 패킷을 보낸’시점이 마지막 비트가 모두 전송된 후인지 첫 비트가 전송되기 시작한때인지에 따라 답이 다르다.
전자의 경우, 첫번째 패킷이 두번째링크에서 전송이 완료된 시점 L/Rs + d + L/Rc = x
두번째패킷이 두번째링크 입력 큐에 도착하는 시점 L/Rs + T + L/Rs + d = y
y가 x보다 크거나 같음. T≥L/Rc - L/Rs
후자의 경우, 첫 비트가 전송된지 T초후에 두번째 패킷을 전송하므로 T초 전에 첫 패킷이 다 전송됐음을 내포한다. 첫번째 패킷이 두번째링크에서 전송이 완료된 시점 L/Rs+d+L/Rc
두번째패킷이 두번째링크 입력 큐에 도착하는 시점 T + L/Rs + d
T≥L/Rc