회선 교환 방식과 패킷 교환 방식의 차이

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sorecord 2024. 10. 12. 11:57

데이터를 주고 받는 방식에 대해서는 어제 포스팅에서 간단히 정리를 해두었는데 좀 더 자세하게 알아보고자 자리를 마련했다.

회선교환(Circuit Switching) 방식

통신을 시작하기 전에 두 지점 간에 전용 회선을 설정(가장 큰 특징 중 하나이다. = 전용선을 할당하는 것) 한다. 설정한 회선을 통해 데이터를 전송하는 방식이며 통신이 종료될때까지 유지된다.

전송할 데이터가 있다고 하면 위와 같이 전송을 위한 전용선을 할당하고 해당 선로로 모든 데이터를 전송한다. 위 그림과 같이 송수신을 연결하는 전용선을 설정하고 전송을 하는게 핵심이다. + 음성 전화 시스템에 사용

전용 회선: 통신이 이루어지는 동안 전용 회선이 할당되어 다른 사용자와 공유되지 않는다. + 송신자의 모든 데이터는 동일한 경로로 전송된다.
연속적인 데이터 흐름: 데이터가 연속적으로 흐르며, 지연이 적고 안정적인 통신이 가능하다. + 대용량, 고속데이터 처리에 우수하다.
고정된 대역폭: 회선이 설정되면 대역폭이 고정되어, 통신 품질이 일정하게 유지된다.
비효율적인 자원 사용: 통신이 이루어지지 않는 시간에도 회선이 점유되므로 자원 낭비가 발생할 수 있다.
Point-To-Point 방식으로 연결

패킷교환은 회선교환과 다르게 전용선의 개념이 없다.

전송하려는 데이터를 패킷이라는 단위로 나눠 네트워크망으로 뿌려준다. 이때 패킷에는 해당 데이터가 어떤 데이터의 몇번째 데이터인지의 정보와 최종 목적지에 대한 정보가 들어있습니다.

위의 정보를 라우터가 보고 패킷을 최적경로를 향해 전달한다.

최적 경로는 단순하게 거리만을 계산하는 것이아니라, 망의 혼잡도(대역폭 사용율), 연결상태, 기타 설정등에 따라 그때그때 변경될 수 있기 때문에 경로는 수시로 변경될 수 있다.

특정한 데이터가 100개의 패킷으로 분해되어 전송된다면, 100개의 패킷들은 라우터에의해 서로다른 경로로 전송될 수 있고,최종적으로 목적지에 100개의 패킷이 전달되면 패킷의 순서를 통해 다시 원래의 데이터로 합쳐지는 방식이다.

동적 경로 선택: 각 패킷이 독립적으로 전송되므로, 네트워크의 상태에 따라 최적의 경로를 선택할 수 있다.
효율적인 자원 사용: 여러 사용자가 동일한 네트워크 자원을 공유할 수 있어, 자원 사용이 효율적입니다.
에러 및 장애에 강하다. (라우터 고장시 다른 경로로 즉각 이용이 가능+ 에러에 대한 특정 패킷만 재전송 가능)
변동적인 대역폭: 패킷이 네트워크를 통해 전송되는 동안 대역폭이 변동할 수 있으며, 이로 인해 지연이나 패킷 손실이 발생할 수 있다.
비연속적인 데이터 흐름: 데이터가 패킷으로 나누어져 전송되므로, 수신 측에서 재조립이 필요합니다.

예>

"안녕하세요"라는 문자열을 패킷으로 나누어 전송하는 과정을 예시로 진행과정을 설명해보겠다.

1. 데이터 분할 : "안녕하세요"라는 문자열을 여러개의 패킷으로 나눈다. 각 패킷이 3byte라고 가정하자.

2. 패킷 전송: 각 패킷은 네트워크를 통해 독립적으로 전송된다. 이때, 패킷 1, 2, 3이 서로 다른 경로를 통해 목적지로 이동할 수 있다.

3. 패킷 재조립: 수신 측에서는 각 패킷을 수신한 후, 패킷의 순서 정보를 바탕으로 원래의 문자열 "안녕하세요"로 재조립한다.

@패킷

네트워크를 통해 전송되는 데이터의 기본 단위이다. 헤더, 페이로드, 트레일러로 구성되어있다.

헤더 : 패킷의 시작 부분으로, 패킷의 목적지 주소, 출발지 주소, 패킷 번호, 프로토콜 정보 등과 같은 메타데이터를 포함한다. 이 정보는 패킷이 올바른 경로로 전송되고, 수신 측에서 올바르게 재조립될 수 있도록 도와준다.
페이로드 : 패킷의 본문으로, 실제 전송하고자 하는 데이터가 포함된다. "안녕" "하세", "요"가 페이로드이다.
트레일러 : 일부 프로토콜에서는 패킷의 끝 부분에 추가적인 정보를 포함한다.

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