데이터통신

[데이터통신 #6] switching

우당탕탕코딩일기 2023. 4. 17. 14:08

 

네트워크에서 링크와 노드를 비유하자면 이렇다.

 

지도에서 도로 - 링크

지도에서 교차로-노드(라우터/스위치)

  • Network : 고속도로
  • Internet : 도로 전체
  • Router : 교차로
  • Packet : 자동차
  • Switching : 경로 선택, 인터페이스 선택
  • Routing Table : 이정표 (경로선택의 근거)

 

Switching

Switching(교환) 은 경로 선택, 즉 네트워크에서는 선을 연결하여 메시지를 교환하는 것을 말한다. 스위칭 대상은 전화, 패킷, 메시지 등이 있다.

* 전화: 회선(circuit) , 패킷 : IP 패킷

 

회선 교환 네트워크

대표적으로 전화기를 예를 들 수 있다. 누군가에게 전화를 걸고 전화를 받으면 그 때부터 통화가 이루어지고 다른 누군가와는 전화를 할 수 없다. 즉 전화기는 발신자와 수신자 간에 회선을 독점을 하는 것이다. 위와 같은 통신 방식을 회선 교환(Circuit Switching)라고 한다. 회선교환기를 통해 통신 회선을 설정하여 직접 데이터를 교환한다. ( Timeslot interchage switch) / 전화교환원 ( 1902 전화교환원 - 1905 개인전화 80명 - 1971 자동식 전화 개통 - 1987 전국자동교환망 완성)

  1. 주파수-분할 다중화 (FDM)
  2. 시-분할 다중화(TDM)

패킷 교환 네트워크

대표적으로 인터넷을 예를 들 수 있다. 모든 메시지를 일정한 크기의 패킷으로 분해해서 전송하고, 수신 측에서 원래의 메시지로 다시 조립하는 것이다. 

- 정보 전달의 단위인 패킷은 여러 통신 지점(Node)을 연결하는 데이터 연결 상의 모든 노드들 사이에 개별적으로 경로가 제어된다. 이 방식은 통신 기간 동안 독점적인 사용을 위해 두 통신 노드 사이를 연결하는  회선 교환 방식과는 달리 짤막한 데이터 트래픽에 적합하다.

패킷이 개별적으로 경로가 제어된다.

- 라우터 : 회선 교환 방식에서 회선교환기를 사용하는 것처럼, 패킷 교환 방식에서 패킷 교환기의 역할을 담당하는 라우터가 있다. 즉, 네트워크간 패킷이 전달될 수 있는 최적의 경로를 탐색하고 송수신하는 역할을 한다. 여기서 패킷 전달을 위해 최적의 경로를 탐색하는 작업을 라우팅(Routing)라고 한다. 라우팅 시  IP정보를 이용하여 송신처에서 수신처까지의 경로를 선택한다. / 공유기가 바로 라우터이다. 

- 리눅스로 접속 가능한 공유기가 많이 있다. 공유기 접속은 웹 또는 ssh로 한다. 

- netstat -rn 으로 라우팅 테이블 볼 수 있음

- ifconfig : 네트워크 인터페이스 환경에 대한 정보 netstat : 네트워크 통계 정보

- 인터넷 라우터 : 명령어 telnet 이용하여 접근

 

- 패킷 교환망에서의 지연시간

라우터 메모리에 저장된 후 목적지 주소를 검색한다. => 버퍼/메모리/큐 대기지연시간(큐잉)

 

* 통신에서 지연시간 종류

1. 전파시간(propagation)  2. 전송시간(transmisssion)  3.큐잉시간(queueing)  4. 처리시간 ( processing ) 

 

 

회선교환방식과 패킷교환방식의 특성 비교

특성 회선교환 패킷교환
대역폭사용형식 고정된 대역폭 전송 대역폭 동적 사용
대화식 사용면 대화식 사용이 가능할 정도로 빠름 대화식 사용이 가능할 정도로 빠름
메시지 저장 유무 저장 안됨 배달될 때까지 저장 가능
전송경로의 형태 전제전송을 위해 전송로 설립 패킷마다 전송로 설립
호출된 지국이 바쁠 때 Busy 신호를 냄 배달불가할 때 송신자에게 통보
교환노드 종류 전자 기계식 또는 컴퓨터화된 교환 노드 소규모 교환 노드
속도와 코드 변환 여부 보통 없음 속도와 코드 변환 있음
오버헤드비트 호출 설정 후에는 오버헤드 비트 없음 각 패킷마다 오버헤드 비트 있음
자원 이용 통신에 필요한 자원을 통신 세션 동안에 확보하거나 예약. 자원 예약 안함. 자원 효율적이용(회선 이용률 높)
서비스 품질  품질 보장 o 품질 보장 x
지연시간 경로에서의 각 교환기에서 다소의 지연이 발생한다 전송 지연이 없다.
연결 연결 항상 만들어야한다. 연결 그때그

 

 

BGP : BGP는 Border Gateway Protocol의 약자로

서로 다른 AS(* autonomous System의 약자로 하나의 네트워크 관리자에 의해 관리되는 라우터 집단(그룹, 도메인)을 의미,  즉 하나의 거대한 네트워크 집 ) 를 연결해 주는 경계 게이트웨이 프로토콜. ISP와 다른 외부 게이트웨이 프로토콜 EGP로 EGP의 단점을 보완해서 만든 프로토콜이다. 현재 EGP로는 사실상 BGP만이 유일하며 국제 표준으로 사용되고 있다.

 => 대규모의 네트워크를 서로 연결해 주는 라우팅 프로토콜이 BGP입니다. 전세계는 BGP 프로토콜을 이용하여 연결되어 있다.

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