[네트워크] Circuit Switching & Packet Switching

스위칭

1. 스위칭의 필요성

• 모든 장치에 서로 링크를 연결하는 것은 효율적이지 못함
• 큰 네트워크 일수록 링크가 많이 필요하고 비용이 많이들어 현실적이지 못함
• 링크의 유효시간이 많이 존재하여 효율성이 떨어짐
• 위와 같은 이유로 스위칭이 필요함

2. 스위칭

• 필요할때 송신자와 수진자를 연결시켜주는 행위
• 스위치: 스위칭을 해주는 장치스위치를 연결하여 큰큐모의 네트워크 제작 가능

3. 스위칭의 방식과 종류

• 현재는 circuit switching과 packet switching을 사용함

https://www.thestudygenius.com/switch-in-networking/

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회선 교환 네트워크 (Circuit Switching)

• 통신을 원하는 호스트가 데이터를 전송하기 전에 연결 경로를 미리 설정하는 방식
• 모든 데이터가 같은 경로로 전달됨
• 고정 대역의 전송 선로를 전용으로 할당받으므로, 안정적인 데이터 전송률을 지원함

회선 교환의 장점

• 통신은 안정적이며, 다른 요인에 의해 통신이 방해 받지 않음
• 대용량의 데이터를 고속으로 전송할 때 좋음
• 전송 지연이 없으며, 데이터 전송률이 일정함

회선 교환의 단점

• 네트워크 자원(network resource)을 많이 소모함

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메시지 교환 네트워크 (Message Switching)

• 경로를 미리 설정하지 않고, 대신 전송하는 메시지의 헤더마다 목적지 주소를 표시하는 방식
• 데이터 전송이 교환기 단위로 이어짐
• 송신 호스트가 보낸 시점과 수신 호스트가 받은 시점이 반드시 일치할 필요 없음

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패킷 교환 네트워크 (Packet Switching)

• 전송할 데이터를 패킷이라는 일정 크기로 나누어 전송
• 각 패킷은 독립적으로 라우팅 과정을 거쳐 목적지에 도착

👀 패킷(packet)
네트워크 전송의 용량 단위이며 우편 용어로, Package(화물)와 Bucket(덩어리)의 합성어이다. 제어 정보와 사용자 데이터로 이루어지며, 이는 페이로드라고도 한다.

패킷 교환 방식

1️⃣ 가상 회선 방식

• 단말기 사호 간에 논리적인 가상 통신 회선을 미리 설정한 후 설정된 경로에 따라 패킷들을 순서대로 전송하는 방식
• 통신이 이루어지는 컴퓨터 사이의 데이터 전송의 신뢰성이 보장됨
• 패킷의 송.수신 순서가 같음

2️⃣ 데이터 그램 방식

• 연결 경로를 설정하지 않고 인접한 노드들의 트래픽(전송량) 상황을 감안하여 각각의 패킷들을 순서에 상관없이 독립적으로 전송
• 패킷마다 전송 경로가 다르며, 송.수신 순서가 다를 수 있음
• 부하가 적거나 간헐적인 통신에 적합함

 

패킷 교환의 장점

1️⃣ 전송 대역의 효율적 이용

• 패킷들이 동적인 방식으로 전송 대역 공유 → 막힌 길과 뚫린 길을 읽을 수 있음

2️⃣ 호스트의 무제한 수용

• 임의의 연결 요청에 고정 대역을 할당하지 않음 → 이론상 호스트를 무한히 수용 가능

3️⃣ 패킷에 우선순위 부여

• 데이터 전송 작업이 패킷 단위이기 때문에 우선순위 부여하기 편리함

 

패킷 교환의 단점

1️⃣ 패킷을 전송하는 과정에서 회선 교환에 비해 더 많은 지연 발생

ex) 전송 패킷을 라우터 내부 버퍼에 보관하는 과정, 대기 큐를 거치는 과정

2️⃣ 패킷마다 전송에 걸리는 시간이 일정하지 않음

→ 전체 데이터의 전송 지연 시간은 가장 늦게 도착한 패킷의 전송 지연에 영향을 받음

 

 

[이미지 출처]

https://www.scaler.com/topics/computer-network/circuit-switching-and-packet-switching/