우리가 네트워크 통신을 수행하기 위해서는 모든 데이터는 전자기 신호로 변환되어야 합니다. 데이터는 크게 아날로그 데이터와 디지털 데이터로 구분할 수 있습니다. 아날로그 데이터는 연속적인 값을 가지며 디지털 데이터는 이산적인 값을 가집니다.

※ 지연의 4가지 종류 ※

1) 전송 지연(Transmission Delay): 네트워크 카드가 데이터를 네트워크 라인으로 전송하는 데 소요되는 시간입니다.

2) 전파 지연(Propagation Delay): 네트워크 라인 자체가 가지는 전자 신호 전송 시간입니다.

3) 노드 처리 지연(Nodal Processing Delay): 라우터의 데이터 패킷 헤더 처리, 라우팅 처리 등으로 소요되는 시간입니다.

4) 큐 지연(Queuing Delay): 라우터가 데이터 패킷을 바로 네트워크로 전송할 수 없을 때 큐에서 대기하는 시간입니다.

Q. 채널 대역폭이 다음과 같을 때, 전파 속도가 2 * 10^8m/s라면 비트의 길이는 얼마인가요?

a. 10Mbps

  비트의 길이 = 2 * 10^8 / 10 * 10^6 = 20m. 이는 하나의 비트가 매질에서 20 미터를 차지한다는 의미입니다.

b. 100Mbps

  비트의 길이 = 2 * 10^8 / 100 * 10^6 = 2m. 이는 하나의 비트가 매질에서 2 미터를 차지한다는 의미입니다.

c. 1Gbps

  비트의 길이 = 2 * 10^8 / 1000 * 10^6 = 0.2m. 이는 하나의 비트가 매질에서 0.2 미터를 차지한다는 의미입니다.

[ 공식 ] 비트의 길이 = 전파 속도(Propagation Speed) * 비트 지속(Bit Duration)

Q. 다음 각 신호들의 비트율을 구하세요.

a. 한 비트가 0.001초 지속되는 신호

  비트율 = 1 / 0.001 = 1000 bps

b. 한 비트가 2μs 지속되는 신호

  비트율 = 1 / 0.002 = 500,000 bps

c. 10비트가 20μs 지속되는 신호

  비트율 = 10 / 0.000020 = 1 / 0.000002 = 500,000 bps

Q. 채널의 대역폭이 5Kbps라면, 이 장치에서 외부로 1,000,000비트의 프레임을 전송하는 데 걸리는 시간은 얼마인가요?

  전송 시간 = 1,000,000 / 5,000 = 200초

[ 공식 ] 전송 시간 = 전송량 / 대역폭

Q. 장치가 데이터를 1000bps의 비율로 외부로 보내고 있습니다.

a. 10비트를 외부로 보내는 데 얼마나 걸리나요?

  전송 시간 = 10 / 1,000 = 0.01초

b. 한 글자(8비트)를 외부로 보내는 데 얼마나 걸리나요?

  전송 시간 = 8 / 1,000 = 0.008초

c. 100,000글자로 구성된 파일을 외부로 보내는 데 얼마나 걸리나요?

  전송 시간 = 100,000 * 8 / 1,000 = 800초

[ 공식 ] 전송 시간 = 전송량 / 대역폭

Q. 링크의 대역폭이 다음과 같을 때 지연이 2ms라면 몇 개의 비트가 링크를 채울 수 있나요?

a. 1Mbps

  비트의 개수 = 1,000,000 * 2 / 1,000 = 2,000 비트

b. 10Mbps

  비트의 개수 = 10,000,000 * 2 / 1,000 = 20,000 비트

c. 100Mbps

  비트의 개수 = 100,000,000 * 2 / 1,000 = 200,000 비트

[ 공식 ]  비트의 개수 = 대역폭 * 지연

Q. 각각의 큐 시간이 2ms이고 처리 시간이 1ms인 10개의 라우터를 거치는 링크에 5백만 비트로 구성된 프레임을 전송하는 데 소요되는 전체 지연시간은 얼마인가요? 링크의 길이는 2,000Km이고 빛이 링크 속에서 전파되는 속도는 2 * 10^8m/s입니다. 링크는 5Mbps의 대역폭을 가지고 있습니다. 전체 지연 요인 중에서 중요한 요인과 무시할 수 있는 요인을 쓰세요.

1) 전송 지연: 5,000,000 / 5,000,000 = 1초

2) 전파 지연: 2,000,000 / 2 * 10^8 = 0.01초

3) 노드 처리 지연: 10개 * 1 / 1,000 = 0.01초

4) 큐 지연: 10개 * 2 / 1,000 = 0.02초

  전체 지연시간: 1.04초

  무시할 수 있는 요인은 없으며 전송하려는 데이터의 크기가 크기 때문에 가장 중요한 지연 요인은 전송 지연입니다.