[NetWork] 1-2. 스위칭 네트워크와 프로토콜

스위칭 네트워크

근거리통신망(LAN, Local Area Network)

• 제한된 조직 내에서 사용하는 통신망
• LAN은 대게 개인 소유로 단일 사무실, 건물 등과 호스트와 연결
• 다양한 형태의 LAN 종류

광대역통신망(WAN, Wide Area Network)

• 지리적 제한이 없는 거리/장소를 넘나드는 통신 네트워크 또는 컴퓨터 네트워크
• 사업, 교육, 정부 기관들은 광역 통신망을 이용해 데이터를 중계함
• 인터넷은 광역 통신망 (Mesh형태)

스위칭(switching)이란?

통신망은 스위치가 최소한 두 개의 링크를 연결하는 교환 네트워크이며 스위치 장비는 한 네트워크에서 다른 네트워크로 데이터를 전달하는 기능을 수행하며 이를 스위칭이라고 함

(데이터를 어디로 보낼지)

회선교환 네트워크(Circuit Switching)

• 전송할 데이터가 있다면 전송을 위한 회선을 연결해 데이터를 전송함
• 가장 큰 특징으론 전용성 할당으로 회선 구성은 스위치의 활성화나 비활성화 동작으로 이루어짐

특징

1. 통신회선으로 데이터를 교환
2. 음성 전화 시스템에서 사용
3. 송신자의 모든 데이터는 동일한 경로로 전송
4. 안정적 통신 가능
5. Point-to-Point 방식
6. 통신 중 경로에 문제 발생하면 전체 연결이 단절

장점

• 대용량, 고속 데이터 처리에 효과적
• 고정적 대역폭 보장
• 연속적인 데이터 처리에 우수

단점

• 대역폭의 낭비(회선 이용 효율의 감소, 사용하지 않고 있어도 대역폭이 게속 발송됨)
• 회선 문제 발생 시 회선 할당부터 다시 시작
• 통신 비용이 고가

메시지 교환방식(Message Switching)이란?

다음 노드가 가는 링크가 비어 있으면 전송하는 방식으로 Store & Forward(축적 후 전송) 방식

특징

1. 회선교환의 비효율적인 회선 이용을 개선한 방식 (쓰던 안쓰던 무조건 점유가 발생함)
2. 가변 길이의 메시지 단위로 저장 후 전송 방식에 따라 데이터를 교환하는 방식
3. 메시지의 지연이 비교적 길고 가변적이여서 실시간 교환보다는 이메일 전송, 파일 전송 등에 사용

장점

• 데이터 전송 전용 통신로가 불필요
• 링크를 동적으로 공유

단점

• 지금은 사용하지 않음

패킷교환(Packet Switching) 네트워크

현재 인터넷의 근간이 되는 방식

1. 패킷 교환 개념은 군사용 도청방지를 위해 음성대화 내용을 여러 조각(패킷)으로 나누어 전송하고 최종 목적지에서 재조립하는 것으로 1964년 발표 됨
   (복잡한 처리과정, 기술이 충족되지 않아 실용화 되지 못함)
2. ARPANET의 컴퓨터를 연결하는 기술(이더넷의 출현)구축
3. 컴퓨터가 점점 대중화되가며 데이터 통신에 널리 사용되는 교환기술이 됨

특징

1. 패킷은 여러 경로를 이용해 전송할 수 있다.(최적의 경로)
2. 송신 패킷의 순서와 수신 패킷 순서가 다를 수 있음
3. 전송 속도 및 흐름 제어 가능
4. 에러 제어 기능이 있음

장점

• 회선 이용률이 높음
• 장애처리 기능이 있음
• 인터넷, 전화망 등 다양한 통신망에서 사용 가능

단점

• 경로 탐색 과정에서 지연 발생
• 전송량 증가에 따라서 지연율 상슴함
• 패킷헤더가 필요해서 오버헤드가 발생 (처리를 위한 처리발생)

라우터: 패킷 교환 방식에서 사용되는 스위치이다.

라우팅: 최적경로탐색 (인터넷은 하나의 라우터에 문제가 생겼을 경우 다른 라우터를 통해 데이터를 전송할 수 있다.)

데이터그램 방식

• 관련된 패킷이라도 따로 전송하는 방법
• 패킷마다 경로가 다를 수 있고, 망이 상황에 따라 달라지며, 패킷의 도착 순서가 바뀔 수 있어 순서를 재조정하는 기능이 필요
• CallSetup이 필요없지만 잘 사용되지 않ㅇ므

가상회선 방식

• 관련된 패킷을 전부 같은 경로로 전송하는 바업
• 가상 번호를 기반으로 가상 회선을 구현
• Call Setup이 필요
• 가상 회선이 Call Setup은 라우팅 테이블에 등록

프로토콜의 개념 및 기본요소

프로토콜의 기본요소

구문(Syntax): 데이터를 어떻게 구성할지의 형식

의미(semantic): 데이터를 제어할 방법, 에러 발생했을 때

타이밍(timing): 속도 조절, 순서관리

OSI 7계층, TCP/IP 모델, TCP/IP 프로토콜

OSI 7계층모델

물리, 데이터링크, 네트워크, 전송, 세션, 표현, 응용

TCP/IP 모델

물리, 데이터링크, 네트워크, 전송, 응용

프로토콜의 특징

1. 단편화
2. 캡슐화
3. 재조립
4. 연결제어
5. 오류제어
6. 동기화
7. 다중화
8. 주소지정

대표적인 프로토콜

TCP

• 전송제어 프로토콜
• 전송 계층에 있음, 근거리 통신망이나 인트라넷에 연결된 컴퓨터에서 실행되는 프로그램 간 일련의 옥텟(바이트)를 안정적으로, 순서대로, 에러없이 교환할 수 있도록 하는 프로토콜

IP

• 인터넷 프로토콜
• 송신 호스트와 수신 호스트가 패킷 교환 네트워크에서 정보를 주고받는데 사용하는 프로토콜
• OSI계층에서 네트워크에 위치, 호스트의 주소지정과 패킷 분할 조립기능을 담당