[Network] Packet Switching, 패킷 교환 방식에 대해서

 

네트워크 통신에서 데이터를 어떻게 전달할지에 따라서 크게 2가지로 나뉘게 된다.

 

1. 회선 교환 방식
2. 패킷 교환 방식

 

오늘은 컴퓨터 네트워크에서 가장 많이, 보편적으로 사용되는 패킷 교환 방식에 대해서 이야기해보려 한다.

 

Packet Switching 방법

 

패킷 교환(Packet Switching) 은 그 이름에서 알 수 있지만 데이터의 단위인 패킷을 이용해서 목적지의 컴퓨터로 데이터를 전달하는 방법을 말한다.

 

출처 : https://networkencyclopedia.com/

 

작은 블록의 패킷을 데이터를 전송하고 데이터를 전송하는 동안만 네트워크 자원을 연결하는 형태이다.

 

전용 회선 이라는 것이 존재하고 해당 회선을 독점적으로 점유하는 회선 교환 방식과는 대조적인 방법이다.

 

이러한 패킷 교환에는 2가지 방법으로 구현될 수 있는데,

 

1. 데이터 그램 방식 (Datagram)
2. 가상 회선 방식 (Virtual Circuit)

 

으로 나뉘게 된다.

 

패킷 (Packet) 과 패킷 교환의 2가지 방식

 

패킷은 컴퓨터 네트워크가 전달하는 데이터의 형식화된 블록이다.

 

패킷에 가장 작은 데이터 단위인 Message 는 OSI 7 Layer 에 순서에 따라서 각각 Sequence 에 맞는 데이터가 추가되며 하나의 완성된 패킷을 구성하게 된다.

 

자세한 이야기는 Wireshark 으로 분석하는 OSI 7 Layer 에서 실제 어떤 데이터가 들어오는지 확인할 수 있으니 참고하는 것도 좋을 것 같다.

[Network] Wireshark 으로 분석하는 OSI 7 Layer 의 Basic Header

 

 

 

데이터 그램 방식

 

데이터 그램 방식은 비연결 지향형인 성격을 띄고 있다.

 

데이터를 전송하기 전에는 논리적 연결이 설정되지 않아서 패킷이 독립적으로 전송되고 패킷을 수신한 라우터는 최적의 경로를 찾아서 패킷을 목적지로 전송하게 된다.

 

즉, 동일한 패킷을 보내도 서로 다른 경로를 통해서 전송될 수 있다는 소리이다.

 

그래서 결국 송신 측에서 보낸 순서와 수신 측에 도착한 순서가 다를 수 있다.

 

가상 회선 방식

 

가상 회선 방식의 컨셉은 회선 교환 방식을 차용했다.

 

연결 지향적인 특성을 갖고 있으면서 데이터를 전송하기 전에 논리적으로 목적지 (Destination)와 연결 시킨다.

 

각 패킷에 가상회선 식별 번호가 존재하고 이 식별 번호를 통해서 전송된 순서대로 도착하게 되는 것이다.

 

결국 각 패킷은 데이터 그램 방식과 다르게 도착 순서를 보장받을 수 있게 되는 것이다.

 

패킷 교환 방식의 특징과 장단점

 

패킷 교환 방식에서는 여러 통신 노드를 연결하는 데이터 연결 상의 모든 노드들 사이에 개별적으로 경로가 제어되는데, 즉 고정된 경로가 미리 설정되어 있지 않으므로 네트워크 트래픽 상태에 따라서 각기 다른 노드를 거쳐서 전송될 수 있다.

 

또한 패킷에는 정보가 담길 수 있어서 트래픽 제어나 에러를 핸들링할 수도 있다.

 

장점

• 네트워크 자원을 패킷 단위로 나누어서 시간을 공유하므로 회선 효율이 좋음
• 회선 방식에서는 네트워크 트래픽이 많으면 통신을 아예 차단하지만 패킷에서는 Store-and-Forward 를 사용하기 때문에 각 스테이션에서 속도 조절이 가능
• Store-and-Forward 방식을 사용하므로 전송 지연이 줄어들고 안정성이 높아짐

 

단점

• 데이터를 축적시켜 전송하다보니 전송이 다소 지연될 수 있음
• 데이터 단위의 길이가 제한됨