[네트워크] 네트워크 기술

이제 네트워크 전체 흐름을 알아보자.

 

라우팅 기능

데이터는 라우팅 기능을 하는 라우터를 거쳐 목적지 호스트까지 간다.

회선 교환

회선에 할당하여, 고정크기와 안정적인 전송률로 데이터 전송한다.

회선이므로, 모든 데이터가 동일한 경로를 이용한다.

하지만, 연결이 유지되는 동안 다른 연결에서 이 대역을 사용할 수 없다.

패킷 교환

패킷을 기준으로 라우팅 한다.

→ 패킷에 우선순위를 부여할 수 있다.

데이터 전송을 위한 전용 대역을 따로 할당하지 않는다. 

→ 전송 대역을 효율적으로 사용할 수 있다.

→ 호스트를 무제한 수용할 수 있다. 하지만 패킷의 전송 지연은 증가할 수 있다.

가상회선 방식(정적, 연결형)

모든 패킷의 경로가 일정하다.

단일 파이프를 통해 이동한다고 보면 된다.

송신 호스트가 보낸 순서가 수신 호스트가 받은 순서이다.

 

회선 교환과 다른 점

패킷을 기준으로 데이터를 끊어서 전송한다는 것이다.

→ 겉모습만 회선 교환처럼 보인다.

데이터그램 방식(동적, 비연결형)

패킷들이 각각의 경로로 이동한다.

중간에 패킷이 분실되는 경우가 있으므로 양이 적고, 신뢰성이 중요하지 않은 경우에 사용된다.

 

메시지 교환

데이터 전송 전에 경로 설정을 하지 않는다.

전송하는 메시지의 헤더마다 목적지 주소를 표시한다.

중간 교환 시스템은 모든 메시지를 받을 때까지 버퍼에 저장하고, 그다음 교환시스템으로 전달한다.

즉, 전체 데이터 단위로 전송이 이뤄진다.

→ 이게 패킷 교환과 다른 점이다.

 

프레임 릴레이

신뢰도가 높은 네트워크 환경에서 사용한다.

각 라우터의 개별 연결을 홉이라 하는데, 전통적인 통신 방식에서는 각 홉마다 흐름제어와 오류 제어 기능을 수행했다.

즉, 각 홉마다(중간 라우터마다) 긍정 응답의 처리가 이루어진다.

하지만 프레임 릴레이 방식에서는 각 홉마다가 아닌 수신 호스트에서만 긍정 응답이 이루어진다.

따라서, 전체 경로의 패킷의 양이 반으로 줄어든다.

→ 라우터는 수신한 프레임을 오류 복구나  흐름제어 기능 없이 다른 호스트로 중개하는 역할만 한다.

 

네트워크 분류

LAN(Local Area Network)

단일 건물.

데이터를 브로드캐스팅 방식으로 전달한다.

→ 라우팅 기능이 필요 없다.

구성 형태에 따라 버스형, 링형으로 분류된다.

 

버스형

[출처 1]

수신 호스트가 맞을 시 버퍼에 저장하고 아니면 버린다.

 

데이터 충돌

둘 이상의 호스트에서 데이터 동시에 전송 시도 시 데이터 충돌이 일어날 수 있다.

사전 방지 방식: 충돌 발생 가능성 사전에 차단

사후 해결 방식: 충돌 후에 문제 해결(ex. 이더넷)

 

링형

[출처 1]

 

미리 정해진 한쪽 방향으로만 데이터 전송.

데이터를 전송한 호스트는 자신에게 되돌아온 데이터를 네트워크에서 회수해야 한다.

→ 아니면 데이터가 네트워크 내에서 무한이 순환한다.

 

데이터 충돌

토큰: 토큰이라는 제어 프레임을 사용해서 원천적으로 충돌 가능성을 차단한다.

 

MAN(Metropolitan Area Network)

여러 건물, 도시

DQDB(Distributed Queue Deal Bus)

전송 방향이 다른 두 버스로 모든 호스트를 연결한다.

헤드 ⇆ 노드1 ⇆ 노드2 ⇆ 노드3 ⇆ 테일

 

특징은 다음과 같다.

1. 분산 데이터 큐 유지

한 방향 버스이므로 끝쪽에 있는 호스트는 가용 대역폭이 줄어들 수 있다.(기아 현상)

따라서 분산 데이터 큐 구조를 사용함.

 

방식

슬롯 생성기에서 슬롯을 생성한 후 정해진 방향으로 전송.

→ 각 노드들은 그 슬롯에 자신이 데이터를 보내겠다고 예약.

→ 슬롯에 입력된 예약 순서에 맞게 각 노드들이 데이터를 전송.

 

2. 데이터 전송할 때 충돌 문제 해결 하기 위해 FIFO기반의 공유 슬롯 방식 사용

분산 데이터 큐 구조를 사용함으로써 생기는 효과다.

 

3. ATM(Asynchronous Transfer Mode)와 호환이 가능하도록 53바이트 프레임 지원

ATM: 고속 네트워크에서 데이터를 작은 패킷단위(53바이트)로 전송하는 방식

 

WAN(Wide Area Network)

국가 이상의 넓은 지역.

점대점 연결을 한다.

→ 따라서, 라우팅 기능이 필수다.

 

 

참고자료

박기현, 「쉽게 배우는 데이터 통신과 컴퓨터 네트워크 3판」, 한빛아카데미(2022)

분산 데이터 큐: https://itdexter.tistory.com/168

[출처 1] 차재복. "Topology 토폴로지, 토폴리지, 통신망 구성", 정보통신기술용어해설, 2024.07.03, http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?no=356