#1 네트워크 구성 2 - Network Core

네트워크의 종단 사이를 연결하는 부분. 라우터 등의 네트워크 종단 사이를 연결하는

중계기들이 여기에 속한다. 

1. Switching 

 ① 회선 교환 방식(Circuit Switching)

• 송수신 단말 사이에 데이터를 전송할 때마다 전용 회선을 예약하여 데이터를 교환하는 방식
  
  
• 회선 연결, 데이터 전송, 연결 해제의 3단계로 이루어진다
  
  
• 대용량의 데이터, 연속적인 데이터를 빠르고 안정적으로 처리 가능 (팩스, 전화 등에 적합)
  
  
• 회선 사용중에 다른 사용자는 해당 회선을 사용할 수 없음

 

 ② 패킷 교환 방식(Packet Switching)

• 회선 교환 방식과 달리 두 단말 사이에 전용회선을 예약하지 않음
  
  
• 전송할 데이터를 패킷(packet)의 형태로 묶어 전달한다.
  
  
• 패킷에 들어있는 정보를 라우터(Router)가 처리하여 패킷이 전달되어야 할 목적 단말로
  최적의 경로를 계산하여 전송한다.  이 때 최적경로는 단순히 거리 뿐 아니라 망의 혼잡도,
  연결 상태 등 다양한 조건을 고려하여 계산된다.
  
  
• 전용회선 예약이 없기에 망을 낭비하지 않음
  
  
• 패킷에 에러 발생 시 패킷 내의 데이터를 통해 검출, 재송신 가능
  
  
• 회선에 문제 발생 시 다른 경로를 즉각적으로 사용 가능
  
  
• 최적경로 탐색을 위한 시간이 소요됨
• 전송량이 증가할 경우 지연율이 급상승
  
  
• 패킷에 추가되는 헤더로 인해 오버헤드 발생
• 인터넷은 패킷 교환 방식을 사용

 

 

2. 패킷 교환 방식(Packet Switching)의 문제와 해결

 ① 패킷 지연(Packet Delay)

• Node Processing Delay(노드 처리 지연) : 데이터 패킷 헤더의 처리, 비트 오류 검사 등에 걸리는 시간
  
  
• Queing Delay(대기 지연) : 라우터의 처리속도보다 데이터 전송량이 클 경우 대기열에서 기다리는 시간
  
  
• Transmission Delay(전송 지연) : 데이터의 첫 번째 비트가 전송된 후 마지막 비트가 전송되는 순간까지의 시간
  • R = 연결 대역폭(Link Bandwidth) - bps
  • L = 패킷 길이(Packet Length) - bits
  • Transmission Delay = L / R
    
    
• Propagation Delay(전파 지연) : 데이터가 물리적인 회선을 통해 전달되는 데 걸리는 시간
  • d = 물리적인 회선의 길이(length of physical link)
  • s = 전파의 속도(~2*10^8 m/s)
  • Propagation Delay = d/s

 

• 패킷 지연의 개선 방법
  • Node Processing Delay : 라우터의 성능 개선
  • Transmission Delay : 회선의 성능 개선(연결 대역폭 증가)
  • Queing Delay, Propagation Delay : 현재 시스템으로는 사실상 줄일 수 없음

 

 ② 패킷 유실(Packet Loss)

• 대부분의 패킷 유실은 라우터의 대기열이 포화된 상태에서 새로운 패킷이 추가되어 발생
  
  
• TCP를 사용한 통신의 경우 이러한 패킷 유실을 감지하여 송신 단말측에서 재전송하는 것으로 해결
  
  
• 유실 직전의 라우터에서 재전송할 수 있다면 좋겠지만 라우터의 부하가 너무 커지기에 현실적으로 어려움