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교환 시스템 본문
교환 시스템의 종류
교환 회선을 이용하는 방식은 논리적 연결 설정 유무에 따라 크게 두 가지로 구분된다.
하나는 데이터를 전송하기 전에 통신 양단 사이에 고정된 연결 경로를 설정하는 회선 교환 방식이고, 다른 하나는 미리 연결을 설정하지 않고, 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송하는 패킷 교환 방식이다.
이외에 메시지 교환이라는 중간 형태도 있다.
회선 교환
회선 교환Circuit Switching 방식은 통신하고자 하는 호스트가 데이터를 전송하기 전에 연결 경로를 미리 설정하는 방식이다.
연결 설정 과정에서 송수신 호스트 간의 경로가 결정되기 때문에 모든 데이터가 같은 경로로 전달된다.
회선 교환 방식은 고정 대역의 논리적인 전송 선로를 전용으로 할당받으므로, 안정적인 데이터 전송률을 지원한다.
메시지 교환
메시지 교환Message Switching 방식은 데이터를 전송하기 전에 경로를 미리 설정하지 않고, 대신 전송하는 메시지의 헤더마다 목적지 주소를 표시하는 방식이다.
중간의 교환 시스템은 이전 교환 시스템에서 보낸 전체 메시지가 도착할 때까지 받은 메시지를 일시적으로 버퍼에 저장한다.
이후 모든 메시지가 도착하면 다음 교환 시스템으로 전달하는 방식을 사용하므로 데이터 전송이 교환기 단위로 이어진다.
따라서 메시지 교환 방식은 송신 호스트가 전송하는 전체 데이터가 하나의 단위로 교환 처리된다고 볼 수 있다.
메시지 교환의 장점은 교환 시스템에서 전송 데이터를 저장하는 기능을 제공하기 때문에 송신 호스트가 보낸 시점과 수신 호스트가 받은 시점이 반드시 일치할 필요가 없다는 것이다.
패킷 교환
패킷 교환Packet Switching 방식은 회선 교환과 메시지 교환의 장점을 모두 이용한다.
송신 호스트는 전송할 데이터를 패킷Packet이라는 일정 크기로 나누어 전송하며, 각 패킷은 독립적으로 라우팅 과정을 거쳐 목적지에 도착한다.
패킷 교환 시스템의 장점은 전송 대역의 효율적 이용, 호스트의 무제한 수용, 패킷에 우선순위 부여라는 세 가지로 요약할 수 있다.
- 전송 대역의 효율적 이용
여러 호스트에서 전송한 패킷들이 동적인 방식으로 전송 대역을 공유하기 때문에 전송 선로의 이용 효율을 극대화할 수 있다. - 호스트의 무제한 수용
임의의 연결 요청에 고정 대역을 할당하지 않으므로 이론상 호스트를 무한히 수용할 수 있다. 전송 대역을 사용하는 호스트의 수가 늘면 네트워크 혼잡도가 높아져 패킷의 전송 지연이 심화될 뿐이다. - 패킷에 우선순위 부여
특정 호스트가 전송하는 패킷들을 먼저 전송할 패킷과 나중에 전송해도 되는 패킷으로 구분하여 선택적으로 우선순위를 부여할 수 있다.
패킷 교환
가상 회선
일반적으로 가산 회선Virtual Circuit 방식은 연결형 서비스를 지원하기 위한 기능으로, 연결을 통해 전송되는 모든 패킷의 경로가 동일하다.
송수신 호스트 사이에 설정된 가상의 단일 파이프를 통해 송신 호스트가 입력단으로 패킷을 송신하고, 수신 호스트가 출력단에서 패킷을 수신한다.
따라서 모든 패킷이 하나의 파이프로 표현되는 동일 경로로 전송되므로 패킷이 도착하는 순서가 보낸 순서와 같다.
여기서 파이프는 한 프로세스의 출력을 다른 프로세스의 입력으로 사용할 수 있도록 프로세스를 연결하는 논리적 통신 매체이다.
프로세스뿐 아니라 호스트, 네트워크 등도 사용할 수 있다.
가상 회선 방식으로 패킷을 전송하는 원리는 용어에서 유추할 수 있듯이 회선 교환 방식과 비슷하다.
그러나 가상 회선 방식은 패킷 교환 방식을 기반으로 하므로 데이터의 전송 단위가 패킷 단위로 이루어지는 반면에 회선 교환 방식은 패킷 기능을 지원하지 않는다.
데이터그램
패킷 교환 방식에서 비연결형 서비스를 이용해 패킷을 독립적으로 전송하는 것을 데이터그램Datagram 방식이라 한다.
데이터그램 방식은 패킷을 송신하기 전에 연결을 설정하는 과정이 없으므로, 미리 경로를 할당하지 않는다.
따라서 전송되는 패킷들이 독립적인 경로로 전달된다.
일반적으로 데이터그램 방식은 전송할 정보의 양이 적거나 상대적으로 신뢰성이 중요하지 않은 환경에서 사용된다.
