[Network]패킷 교환과 회선 교환이란?

0. 들어가기 전에

종단 시스템에서 다른 종단 시스템으로 데이터를 보내려고 한다.

• 송신 종단 시스템은 데이터를 세그먼트로 나눈다. 세그먼트에 헤더를 붙여 패킷을 구성한다.
• 패킷이 네트워크를 통해 목적지 종단 시스템에 도착하고 다시 조립된다.

패킷 교환기(스위치)는 링크에 도착하는 패킷을 받아 전달한다. 패킷 스위치의 종류에는 라우터와 링크 계층 스위치가 있다. 종단 시스템과 패킷 스위치는 다양한 프로토콜을 수행하는데 TCP, IP는 인터넷에서 가장 중요한 프로토콜이다.

소켓 인터페이스는 인터넷에 접속된 종단 시스템들은 한 종단 시스템에서 수행되는 프로그램이 다른 종단 시스템에서 수행되는 목적지 프로그램에게 데이터를 전달하는 규칙이다.

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1. 패킷 교환

• 송신 종단 시스템에서 목적지 종단 시스템으로 메세지를 보내기 위해 송신 시스템은 긴 메시지를 패킷이라는 작은 데이터 덩어리로 분할한다.

1.1 저장 후 전달(store-and-forward transmission)

• 대부분의 패킷 스위치는 저장 후 전달 전송 방식을 이용한다.
• 특정 시점에 송신 시스템이 패킷의 일부 비트를 전송했고 라우터에 도착한 상태일 때, 라우터는 목적지를 향해 비트를 송신하지 않는다. 패킷의 비트를 저장하고, 모든 비트를 수신한 후에 출력 링크로 패킷을 전송한다.

1.2 큐잉 지연과 패킷 손실

• 패킷 스위치에 연결된 링크마다 출력 버퍼(큐)를 갖고 있다. 링크에 송신하려고 하는 패킷을 버퍼에 저장한다.
• 버퍼에 도착하는 패킷을 다른 링크로 전송해야 하는데 만약 현재 링크가 다른 패킷을 전송하는 중이라면 도착한 패킷은 출력 버퍼에서 대기한다.
• 버퍼 공간의 크기는 유한하므로 버퍼가 꽉 차 있는 경우 새로운 패킷이 도착하면 패킷 손실이 발생한다.

1.3 전달 테이블과 라우팅 프로토콜

라우터가 패킷을 어느 링크로 전달해야 하는지를 결정하는 방법은 컴퓨터 네트워크의 유형마다 다르다. 인터넷에서는 어떻게 패킷 전달을 하는가.

• 인터넷에서 모든 종단 시스템은 IP 주소를 갖고 있다.
• 소스는 패킷의 헤더에 목적지의 IP 주소를 저장한다.
• 패킷이 라우터에 도착하면, 라우터는 올바른 출력 링크를 찾기 위해 패킷의 헤드에 저장된 목적지의 주소와 함께 전달 테이블(forwarding table)을 이용해 검색한다.
• 전달 테이블을 설정하기 위해서 다양한 라우팅 프로토콜을 갖고 있다.(5장)

2. 회선 교환

회선 교환 네트워크에서는 종단 시스템 간의 통신을 위해 경로상에서 필요한 자원(버퍼, 링크 전송률)은 통신 세션 동안 예약(확보)된다.

• 네트워크가 회선을 설정할 때, 네트워크 링크에 일정한 전송률을 예약한다. 송신자는 수신자에게 보장된 일정 전송률로 데이터를 보낼 수 있다.
• 고정적인 대역폭을 사용하기 때문에 대용량의 데이터를 고속으로 전송하기에 좋다.
• 연속적인 전송에 적합하다.

 

출처 - 컴퓨터 네트워킹 하향식 접근 1장 - Computer Network & Internet