데이터통신

1. 보통 CDN은 두가지 서버 위치 선정 방법 중 하나를 사용한다. 이들 방법의 이름과 동작 과정을 간략하게 기술하라
   1. Enter Deep : 접속 네트워크에 서버 클러스터를 구축함으로써 ISP의 접속 네트워크로 깊숙이 들어가는 개념. 지연시간과 처리율 향상을 위함.
   2. Bring Home : 적은 수의 핵심 지점에 큰 규모의 서버 클러스터를 구축하여 ISP를 Home으로 가져오는 개념. 클러스터를 IXPs에 배치.
2. 지연, 손실, 대역폭 성능과 같은 네트워크 관련 고려사항들 이외에 CDN 서버 선정 기법을 설계할 때 고려해야 하는 다른 중요한 요소들은 무엇인가?
   1. 클러스터 로드벨런싱, DNS서버의 변동, 접근이 적은 비디오의 제한된 가용성, 인기있는 비디오의 핫스팟 완화 등이 있습니다.
3. N개의 비디오 버전(N개의 상이한 데이터율과 품질)과 N개의 오디오 버전(N개의 상이한 데이터율과 품질)이 있는 DASH 시스템을 고려하라. 언제든 N개의 비디오 버전과 N개의 오디오 버전 중에서 아무것이나 선택할 수 있도록 한다고 가정하라
   1. N * N = N^2
   ㉯. 서버가 오디오와 비디오를 별도로 전송하고 클라이언트가 이들 스트림을 동기화하는 경우 서버는 얼마나 많은 수의 파일을 저장해 놓아야 하는가?
   1. N + N = 2N
4. .㉮. 오디오와 비디오가 믹스된 파일을 만들어서 서버가 한 시점에 하나의 미디어스트림을 전송하는 경우 서버는 얼마나 많은 수의 파일(상이한 URL로)을 저장해 놓아야 하는가?
5. 넷플릭스에서 CDN에 채택한 서버 배치 전략은 무엇인가? 서로 다른 서버에 컨탠츠를 어떻게 복사하는가?
   1. IXP 및 거주용 ISP 자체에서 서버 랙을 설치했다. IXP에 50대 이상의 서버 랙을 소유하고 있고, 서버 랙을 수용하는 수백 개의 ISP 장소도 보유하고 있다.기본적으로 pull-caching을 사용하여 CDN서버에 배포하고, 사용량이 적은 시간에 비디오를 CDN서버에 Push-caching하여 배포한다.
6. #다음 중 클라이언트의 LDNS와 관련하여 적절한 전략을 찾는 전략은 무엇입니까? 다음 전략 중 클라이언트 자체와 관련하여 우수한 클러스터를 찾는 전략은 무엇입니까?
   1. 지리적으로 가장 가까운 클러스터를 할당한다.클러스터와 클라이언트 간의 지연 및 손실 성능에 대한 실시간 측정을 한다.IP anycast를 한다.
7. #비디오에는 두 가지 유형의 중복성이 있습니다. 그들에 대해 설명하고 효율적인 압축을 위해 어떻게 활용될 수 있는지 토론하십시오.
   1. 공간적 중복 : 주어진 이미지 내의 중복성으로, 이미지가 대부분 흰 공간으로 이루어져 있다면, 심각한 품질 저하 없이 높은 비율로 압축할 수 있음.
   2. 시간적 중복 : 연속되는 이미지 사이의 반복 현상으로, 한 이미지가 다음 이미지와 완전히 동일하다면 중복되는 이미지를 또 인코딩할 필요없이, 앞의 이미지와 같다고 표시만 하는 것이 더 효율적임.
8. 128단계의 양자화 수준을 갖는다면, 각 샘플 신호의 크기(bits)는 얼마인가?
   1. 2^7 = 7비트
9. 아날로그 비디오 신호가 초당 8000번 샘플링되고 각 샘플은 512단계로 양자화 된다면, PCM 디지털 오디오 신호의 비트율은 얼마가 되겠는가?
   1. 512 = 2^9수준 : 9bits로 표현 8000/s * 9 bit = 72Kbps
   2. 512단계 양자화
10. #멀티미디어 어플리케이션은 3가지 카테고리로 분류 될 수있다. 각 카테고리를 설명하십시오.
    1. 저장 오디오와 비디오 스트리밍
    서버에 저장된 비디오를 사용자가 서버에게 온디맨드로 요청. 스트리밍, 상호작용성, 연속적인 재생의 특징을 가지고 있음. 평균 전송률이 가장 중요함. 최소한 비디오 자체 비트율보다 높은 평균 전송률을 제공해야함. 버퍼링과 prefetching 기법을 사용.
    1. IP에서 대화형 오디오와 비디오
    인터넷 전화 또는 VoIP라고 한다. 지연시간에 매우 민감, 손실에 민감하지 않다. 적응적 재생, 순방향 에러 수정, 에러 은폐 기법 등의 패킷 손실과 지연에 보상하는 기법을 사용함.
    1. 실황 오디오와 비디오 스트리밍
    세계 어디서든 보내오는 Live 라디오나 TV전송을 사용자가 수신할 수 있게 한다. 비디오가 소비되는 비율보다 높은 평균 전송률을 제공해야 한다. VoIP에 비해 시간적인 제약사항이 심하지는 않으나, 지연이 중요함.
11. 오늘날 비디오 스트리밍 서비스를 제공한다. 스트리밍 저장 비디오는 세가지 주요한 특성을 가지고 있다. 이를 나열하라
    1. 스트리밍 : 한 지점부터 재생하면서 동시에 파일의 뒷부분을 수신함. 재생을 시작하기 전에 파일 전체를 다운로드 해야하는 상황을 피할 수 있게 해줌.
    2. 상호작용성 : 사용자가 멀티미디어 컨탠츠를 정지, 되감기, 빨리 감기, 인덱싱 할 수 있다.
    3. 연속적인 재생 : 재생이 시작되면 녹음시의 시간적인 타이밍에 따라 계속 진행되어야 함.
12. 클라이언트 버퍼링의 장점은 무엇인가?
    1. 1. 서버와 클라이언트 사이의 지연 시간 변화의 영향을 감출 수 있다
    2. .2. 서버와 클라이언트 사이의 가용대역폭이 일시적으로 비디오 소비율보다 낮아지더라도 버퍼에 축적된 비디오 데이터가 남아 있는 한 사용자는 연속적인 재생을 즐길 수 있다.
13. #스트리밍 비디오 시스템은 세 가지 범주로 분류 할 수 있습니다. 이름 및 이 범주들 각각을 간략히 설명하십시오.
    1. UDP : TCP의 혼잡제어의 제약이 없기 때문에 비디오 소비율과 같게 패킷을 전송할 수 있다. RTSP 서버와 같은 미디어 제어 서버가 필요함. 가용대역폭의 변화를 예측하기 힘들기 때문에 연속적인 재생에 실패할 수 도 잇음. 많은 방화벽은 UDP를 차단하기 때문에 방화벽 안쪽으로 접근이 힘듦.
    HTTP : TCP의 혼잡제어 메커니즘에 의한 전송률의 급격한 변화를 prefatching과 클라이언트버퍼링을 해결. 방화벽 통과 가능. RTSP 서버와 같은 미디어 제어 서버를 생략함.
14. DASH : 서로 다른 비트율과 품질로 인코딩되어, 클라이언트가 chunk 단위로 요청할 수 있다. http get 요청으로 다른 버전의 비디오 조각을 매번 선택.각 버전을 서로다른 URL로 저장된다. http 서버는 각버전의 url을 제공하는 메니페스트파일을 가지고 있음. 클라이언트는 http get 요청 메시지에 url과 byte-range를 지정하여 요청.
15. #UDP의 단점 3가지를 나열하시오.
    1. 가용대역폭의 변화를 예측하기 힘들기 때문에 연속적인 재생에 실패할 수 있다.RTSP서버와 같은 미디어 제어 서버가 필요해서 복잡도가 증가함.보통의 방화벽은 UDP를 차단하므로 방화벽 안쪽으로 진입이 힘듦.
16. 비디오 스트리밍 애플리케이션에서 HTTP 스트리밍이 UDP 스트리밍보다 널리 사용되는 이유는 무엇인가?
    1. TCP의 혼잡제어 및 흐름 제어로 인해 나타날 수 있는 문제점을 클라이언트 버퍼링과 선인출 기법으로 해결하였고, 방화벽을 통과할 수 있고, RTSP서버와 같은 미디어 제어 서버를 생략하므로 비용절감을 할 수 있다.
17. HTTP 스트리밍에서 TCP 수신 버퍼와 클라이언트 애플리케이션 버퍼는 같은 것인가? 만약 아니라면, 이들은 어떻게 상호작용하는가?
    1. 다르다.클라이언트에서는 애플리케이션이 TCP수신 버퍼로부터 바이트를 읽어들여 클라이언트 애플리케이션 버퍼로 데이터를 옮긴다.동시에 클라이언트 애플리케이션은 애플리케이션 버퍼로부터 비디오 프레임을 읽고 압축을 풀고 사용자의 스크린에 게시한다.
18. 간단한 HTTP 스트리밍 모델을 생각해보자. 서버가 2Mbps의 일정 비율로 비트를 전송하고 800만 비트가 수신된 이후에 재생이 시작된다고 가정하자. 이때 초기화 버퍼링 지연 Tp는 얼마인가?
    1. Tp = 8000000 bit / 2Mbps = 4초
    2. 8Mbit / 2Mbit/s = 4sec
19. #End to end delay와 패킷 지터의 차이점은 무엇입니까? 패킷 지터의 원인은 무엇입니까?
    1. End to end delay : 패킷이 출발지부터 목적지 이동하는데 걸리는 시간
    2. packet jitter : 한 패킷부터 다음 패킷까지의 종단간 지연의 변화
    3. 라우터에서 네트워크의 혼잡, 링크들의 낮은 대역폭, 패킷의 이동경로 변경 등이 원인이다.
20. 수신 측에서 패킷 지터를 제거하기 위해 사용하는 기법들은 무엇인가?
    1. 순서 번호, 타임 스탬프, 재생 지연
21. #예정된 재생 시간 이후에 수신되는 패킷이 손실 된 이유는 무엇입니까?
    1. 예정된 재생 시간 이후에 도착하는 패킷은 재생될 수 없다. 그래서 애플리케이션 관점에서 보면 손실된 것이다.
22. VoIP에서 사용되는 두가지 손실 은폐기법은 무엇인가?
    1. 패킷을 반복하는 방법, 인터폴레이션
23. 9.3절에서는 두가지 FEC기법에 대해서 설명했다. 이들에 대해서 간략히 요약하여라.이들 기법 모두 오버헤드를 추가하므로 스트림 전송률을 증가시킨다. 인터리빙도 전송률을 증가시키는가?
    1. FEC의 기본 개념: 원래 패킷 스트림에 중복된 정보를 추가하는 것.
    2가지 기법 조지기중복 단위데이터는 n개의 원래 단위데이터들을 XOR 연산으로 구한다. 이 방식으로 n+1개의 패킷으로 구성된 그룹에서 패킷 하나가 손실되면 수신자는 손실 패킷을 완벽하게 재구성 가능. but 2개 이상 패킷손실되면 손실된 패킷 재구성 못함.손실 생길때 저해상도 정보를 전송함.
24. 인터리빙은 스트림의 대역폭 요구사항을 증가시키지 않음
25. ②저해상도의 오디오 스트림을 중복 정보로 전송한다.
26. ①n 개 단위데이터 다음에 하나의 중복 인코딩된 단위데이터를 전송한다.
27. RTP 헤더의 네가지 주요 필드는 무엇인가?
    1. 페이로드 타입 7bit
    2. 순서번호 16bit
    3. 타임스탬프 32bit
    4. 동기 출발지 식별자 32bit
28. 네트워크 설정(network dimensioning)이란 무엇인가?
    1. 목표로 하는 성능 수준을 달성하기 위해서라우터의 위치, 라우터 간의 링크 연결, 링크의 대역폭 할당 등을 고려하는 것.
29. 인터넷 개체들(라우터, 스위치,DNS 서버, 웹서버, 사용자 종단 시스템 등)은 종종 안전하게 통신할 필요가 있다. 안전한 통신을 원하는 인터넷 개체의 쌍의 예를 세 가지 말하라.
    1. 클라이언트와 서버에는 보안정보 교환이 필요하다.사용자 단말 시스템 및 e메일 서버는 보안 전자 메일 교환이 필요합니다.전자상거래에서 사용자 단말 시스템과 웹서버는 보안정보(신용카드 번호 등) 교환이 필요하다.온라인 은행 거래 중에 사용자 종료 시스템과 은행 서버는 사용자 계정 정보를 안전하게 교환해야 합니다DNS 서버는 호스트의 IP 주소를 안전하게 교환해야 합니다.라우터는 라우팅 정보를 반드시 안전하게 교환해야 합니다
30. SSL 레코드에는 SSL 일련번호 필드가 있다. 참인가 거짓인가?
    1. 거짓
31. SSL 핸드셰이크에서 임의의 숫자인 랜덤 넌스를 사용하는 목적은?
    1. SSL 핸드 쉐이크에서 랜덤 넌스의 주요 목적은 연결 중에 재생 공격으로부터 보호하는 것입니다. 연결 재생 공격을 막기 위해 설정랜덤 넘스를 SSL 핸드셰이크에 사용하여 "재공격" 연결을 방지한다.
32. 상황 고려 패킷 필터는 두 개의 자료구조를 유지한다. 이름을 말하고 어떤 일을 하는지 간략히 기술하라.
    1. 연결 테이블진행 중인 TCP 연결에 관한 정보를 추적하는 데 사용된다
    2. 접속 제어 목록패킷을 허용하고 방화벽을 통해 패킷을 거부하는 데 핵심적인 역할
33. 전통적인(상황에 상관없는) 패킷 필터를 생각해보자. 이 패킷 필터는 다른 헤더필드뿐 아니라 TCP 플래그 비트 정보도 이용하여 패킷을 걸러낸다. 참인가 거짓인가?
    1. 참
34. 전통적인 패킷 필터에서는 각 인터페이스가 자신만의 접근 제어 목록을 가질 수 있다. 참인가 거짓인가?
    1. 참이다.각 조직은 서로 다른 보안 정책을 가지고 있기 때문에 각 라우터 인터페이스는 서로 다른 접속 제어 목록을 가질 수 있다
35. 버퍼의 크기 B재생 전에 버퍼에 저장해야 하는 데이터양 Q클라이언트 비디오 소비율 r서버가 비디오를 일정한 비율 x로 전송
    1. 재생했다 일시정지했다 지랄함.버퍼는 Q비트 시작. 재생으로 인해서 r-x 만큼 감소그러면 버퍼는 Q/(r-x)초 후에 비게됨.연속재생 기간: Q/(r-x)초버퍼가 비면 다시 Q비트 버퍼에서 x시작 . Q/x 초.그래서 일시 정지기간 길이는 Q/X 초 이다.
    (b) x<r
    1. 버퍼를 Q비트로 채우는데 걸리는 시간은 Q/X다.남은 비트는 B-Q.B-Q는 (B-Q)/(X-r)초가 걸림.꽉 채우는 데 걸리는 시간은 Q/X+ (B-Q)/(X-r)초가 걸림
36. (a) x<r
37. 표 1을 다음과 같이 재구성하시오. (비디오) 빅터는 4Mbps 비디오를 보고 있고, (페이스북) 프랭크는 20초마다 180 kbyte의 새로운 이미지를 보고 있으며, (음악) 마사는 180 kbps의 스트리밍 음악을 듣고 있다.

Bit rate Bytes transferred in 67 mins

(비디오)빅터	4Mbps	2Gbytes
(페이스북)프랭크	72kbps	36Mbytes
(음악)마사	180kbps	90Mbytes