2020년 5월 10일
네트워크 데이터 교환 방식 (Switching)
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)
| 항목 | 설명 | |
|---|---|---|
| 개념 |  – 데이터 전송 시 통신 경로(회선)를 사전에 수립하여 전송하는 교환 방식 | |
| 동작 원리 | 데이터 전송 전 | 데이터가 전송되기 전 두 노드 간 회선을 수립 |
| 데이터 전송 중 | 수립된 회선을 독점적으로 사용하여 데이터 전송 | |
| 데이터 전송 후 | 전송할 데이터 모두 전송 후 사용한 회선 자원을 회수 | |
나. 패킷 교환 방식 (Packet Switching)
| 항목 | 설명 | |
|---|---|---|
| 개념 |  – 전송할 데이터를 일정한 크기의 블록(패킷)으로 분리하여 패킷 별 통신 경로를 수립하여 전송하는 교환 방식 | |
| 동작 원리 | 경로 수립 | 중계 노드에서 패킷 별 최적 경로를 수립하여 다음 노드로 전송 |
| 트래픽 제어 | 데이터를 효율적이고 안정적으로 전송하기 위해 트래픽을 통제 | |
| 에러 제어 | 패킷 유실 최소화 및 유실된 패킷 복구를 위한 에러 제어 | |
III. 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식 비교
| 항목 | 회선 교환 방식 | 패킷 교환 방식 |
|---|---|---|
| 효율성 | 회선 독점으로 효율성 저하 | 회선 다중화로 효율성 증대 |
| 신뢰성 | 네트워크 자원 독점, 신뢰성 높음 | 네트워크 자원 공유로 신뢰성 저하 |
| 보안성 | 전송망 단독 사용, 보안성 높음 | 전송망 공유로 인해 보안성 저하 |
| 혼잡 시 | Busy 신호 발생 | 전달 불가 시 메시지 저장 |
| 메시지 저장 | 메시지 저장 불가 | 전달 시 까지 메시지 저장 |
| 데이터 크기 | 데이터 크기 관계없이 전송 가능 | 한 번에 전송되는 데이터 크기 제한 |
| 세부 방식 | 공간 분할 방식, 시분할 방식 | 데이터그램, 가상회선 방식 |
| 장점 | 대용량+고속 데이터 처리 우수 | 회선 효율성 증대 |
| 단점 | 대역폭 낭비, 통신 비용 높음 | 지연 발생 가능, 패킷헤더 오버헤드 |
| 사례 | 전화망 | 인터넷망 |
IV. 실시간 서비스에 패킷 교환 적용 시 문제점/해결 방안
가. 실시간 서비스에 패킷 교환 적용 시 문제점
| 구분 | 문제점 | 상세 설명 |
|---|---|---|
| 성능 측면 | 지연 발생 | 패킷 전송량 증가에 따른 지연율 상승 |
| 패킷 손실 | 패킷이 목적지까지 도달하지 못하는 현상 | |
| 지연 변이 | 패킷 지연 간격이 일정하지 않는 현상 | |
| 서비스 측면 | 연결성 확보 어려움 | 다수 노드의 실시간 서비스 연결성 확보 어려움 |
| 신뢰성 확보 어려움 | 실시간성 확보를 위한 저지연 품질 확보 어려움 | |
| 가용성 확보 어려움 | 노드나 네트워크 장애 시 실시간 성 보장 어려움 |
나. 실시간 서비스에 패킷 교환 적용 시 문제점에 대한 해결 방안
| 문제점 | 해결 방안 | 방안 설명 |
|---|---|---|
| 지연 발생 | 패킷 스케줄링 | 동기화, 타임스탬프, PQ, CQ, WFQ, LLQ 등 |
| 패킷 손실 | 혼잡 제어 | ACK 수신 여부로 상황 판단, 데이터 크기 조절 |
| 지연 변이 | QoS | IntServ, DiffServ, Classifier, Metering, Conditioning |
| 연결성 확보 어려움 | 버퍼 사용 | Session과 Connection 유지 버퍼 |
| 신뢰성 확보 어려움 | MPLS | 4 Byte 헤더 라벨링, 실시간 고속 스위칭 |
| 가용성 확보 어려움 | CDN | 지역성(Locality)을 이용, GSLB, 부하분산, 캐싱 |
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