네트워크 데이터 교환 방식

I. 네트워크 데이터 교환 방식(Switching)의 분류

  • 네트워크에서의 데이터 교환 방식은 대표적으로 회선 교환 방식(Circuit Switching)과 패킷 교환 방식(Packet Switching)을 사용

 

II. 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식

가. 회선 교환 방식 (Circuit Switching)

항목설명
개념
– 데이터 전송 시 통신 경로(회선)를 사전에 수립하여 전송하는 교환 방식
동작
원리
데이터 전송 전데이터가 전송되기 전 두 노드 간 회선을 수립
데이터 전송 중수립된 회선을 독점적으로 사용하여 데이터 전송
데이터 전송 후전송할 데이터 모두 전송 후 사용한 회선 자원을 회수

나. 패킷 교환 방식 (Packet Switching)

항목설명
개념
– 전송할 데이터를 일정한 크기의 블록(패킷)으로 분리하여 패킷 별 통신 경로를 수립하여 전송하는 교환 방식
동작
원리
경로 수립중계 노드에서 패킷 별 최적 경로를 수립하여 다음 노드로 전송
트래픽 제어데이터를 효율적이고 안정적으로 전송하기 위해 트래픽을 통제
에러 제어패킷 유실 최소화 및 유실된 패킷 복구를 위한 에러 제어

 

III. 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식 비교

항목회선 교환 방식패킷 교환 방식
효율성회선 독점으로 효율성 저하회선 다중화로 효율성 증대
신뢰성네트워크 자원 독점, 신뢰성 높음네트워크 자원 공유로 신뢰성 저하
보안성전송망 단독 사용, 보안성 높음전송망 공유로 인해 보안성 저하
혼잡 시Busy 신호 발생전달 불가 시 메시지 저장
메시지 저장메시지 저장 불가전달 시 까지 메시지 저장
데이터 크기데이터 크기 관계없이 전송 가능한 번에 전송되는 데이터 크기 제한
세부 방식공간 분할 방식, 시분할 방식데이터그램, 가상회선 방식
장점대용량+고속 데이터 처리 우수회선 효율성 증대
단점대역폭 낭비, 통신 비용 높음지연 발생 가능, 패킷헤더 오버헤드
사례전화망인터넷망

 

IV. 실시간 서비스에 패킷 교환 적용 시 문제점/해결 방안

가. 실시간 서비스에 패킷 교환 적용 시 문제점

구분문제점상세 설명
성능
측면
지연 발생패킷 전송량 증가에 따른 지연율 상승
패킷 손실패킷이 목적지까지 도달하지 못하는 현상
지연 변이패킷 지연 간격이 일정하지 않는 현상
서비스
측면
연결성 확보 어려움다수 노드의 실시간 서비스 연결성 확보 어려움
신뢰성 확보 어려움실시간성 확보를 위한 저지연 품질 확보 어려움
가용성 확보 어려움노드나 네트워크 장애 시 실시간 성 보장 어려움

나. 실시간 서비스에 패킷 교환 적용 시 문제점에 대한 해결 방안

문제점해결 방안방안 설명
지연 발생패킷 스케줄링동기화, 타임스탬프, PQ, CQ, WFQ, LLQ 등
패킷 손실혼잡 제어ACK 수신 여부로 상황 판단, 데이터 크기 조절
지연 변이QoSIntServ, DiffServ, Classifier, Metering, Conditioning
연결성 확보 어려움버퍼 사용Session과 Connection 유지 버퍼
신뢰성 확보 어려움MPLS4 Byte 헤더 라벨링, 실시간 고속 스위칭
가용성 확보 어려움CDN지역성(Locality)을 이용, GSLB, 부하분산, 캐싱

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