[네트워크] 3,4 데이터통신 기초, 회선교환과 패킷교환

 

출처 및 참고

 

[데이터 통신 기초]

컴퓨터 네트워크는 컴퓨터가 가진 리소스를 주고받을 필요가 있는데 이것을 위해 이루어지는 것이 데이터 통신이라고 한다.

 

데이터란 무언가에 대한 정보를 컴퓨터상에서 표현한 것이다. 즉 컴퓨터상에서의 리소스를 공유하기 위한 정보라고 볼 수 있다. 그리고 이 정보는 '비트'로 구성된다. ( 0과 1의 조합)

 

 

데이터 통신에 필요한것 : 컴퓨터, 통신매체, 인터페이스

컴퓨터를 연결하는 통신 메체가 필요하고 컴퓨터와 컴퓨터 그리고 그 둘을 연결해서 데이터가 지나는 파이프가 있다고 생각하고 파이프를 연결할 때 컴퓨터에 파이프의 접속구가 필요하고 컴퓨터와 파이프의 중개역할을 하는데 이것이 인터페이스이다. 

출처: https://easy-h.github.io/post/network/network_base/

컴퓨터는 주고받고 싶은 데이터를 가지고 데이터 송신과 수신을 담당한다.

인터페이스는 컴퓨터와 통신 매체의 중개를 담당하기 위한 전용기기 인터페이스이다.

데이터는 주고받는 데이터이며 통신 매체에 의해 표현방법이 다르다. 일반적인 케이블이라면 전기신호라고 볼 수 있다.

 

이렇게 데이터를 주고받는데 데이터를 주고받기 위한 규칙을 정의할 필요가 있다.

예를들어 규칙이 없다면 왼쪽 컴퓨터에서 0001이 '안녕'을 의마해서 전송을 했는데 오른쪽 컴퓨터에서의 0001은 '잘가'라고 생각할 수 도 있다.

 

즉 데이터를 보내는 쪽과 받는 쪽이 사용하는 규칙을 정한 뒤에 데이터를 주고받아야 하는데, 이 규칙을

프로토콜(protocol)이라고 부른다. 그리고 보내는쪽과 받는 쪽이 같은 프로토콜을 사용해야한다.

 

정리하면 다음과 같다.

1. 컴퓨터 네트워크에서 주고받는 정보는 비트로 표현된다.

2. 데이터를 주곱다는 데이터 통신을 하기 위해서는 기기와 프로토콜이 필요하다.

3. 프로토콜이란 데이터 통신상에서의 규칙이다.

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[회선 교환과 패킷 교환]

만약 컴퓨터가 2대라면 데이터롤 송수힌 할려면 파이프를 하나만 연결하면 된다.

그러나 만약 컴퓨터가 여러대라면, 1000대고 이 컴퓨터들과 데이터 통신을 할려면 1000개의 파이프가 필요하다. (전화기가 이런 방식이다.)

 

출처 : https://m.blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=qbxlvnf11&logNo=221341028532&proxyReferer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F

그런데 전화기의 전화선은 하나밖에 없는데 어떻게 여러군데에 전화를 할 수 있는 것일까?

바로 '교환기'를 사용해서이다. 교환기를 사용해서 적은 파이프로도 다수의 접속이 가능하도록 만든다.

전화기는 교환기에 선을 잇고 교환기와 교환기 사이에는 복수의 선으로 이루어져있고 교환기는 또 다른 전화기와 연결되어 있다. 그래서 교환기와의 하나의 선으로 여러군데에 전화가 가능하다.

교환기와 전화기는 선이 하나로 이어져있으므로 전화중인 경우(이미 해당 선이 점유중인 경우)는 현재 통화중이지 않는 다른곳에서는 전화를 할 수 가 없다.

이런 식으로 교환기를 사용해서 파이프를 교체해가는 방식을 회선 교환이라고 한다.

 

그러나 전화를 생각해보면 교환기가 파이프를 교체해서 상대와 접속하는 동안에는 다른 곳으로 전화를 걸 수도 받을 수도 없는 상태이다. (즉 통화중) 접속하는 동안에는 전화기와 교환가ㅣ, 교환기와 교환기 사이의 회선은 그 통신이 점유하게 되니까 교환기 사이의 회선수가 많아야만 많은 수의 전화가 동시에 통화할 수 있다. 

예를들어 교환기간의 회선이 3개라면 3쌍의 전화기 밖에 통화할 수 가 없다. ㅠ (즉 동시통화에 필요한 수 만큼 회선이 필요하다.)

그리고 이는 단점이라고 볼 수 있다.

 

이를 위해 사용하는것이 패킷교환이다.

 

출처: https://swalloow.tistory.com/55

패킷교환은 들어가기앞서 위키백과에서는 다음과 같이 정의하고 있다.

패킷 교환(Packet switching)은 컴퓨터 네트워크와 통신의 방식 중 하나로 현재 가장 많은 사람들이 사용하는 통신 방식이다. 작은 블록의 패킷으로 데이터를 전송하며 데이터를 전송하는 동안만 네트워크 자원을 사용하도록 하는 방법을 말한다. 정보 전달의 단위인 패킷은 여러 통신 지점(Node)을 연결하는 데이터 연결 상의 모든 노드들 사이에 개별적으로 경로가 제어된다. 이 방식은 통신 기간 동안 독점적인 사용을 위해 두 통신 노드 사이를 연결하는 회선 교환 방식과는 달리 짤막한 데이터 트래픽에 적합하다.

 

패킷교환은 데이터를 패킷으로 분할해서 송신하기 때문에 회선이 점유되지 않아서 다수의 기기가 동시에 사용할 수 있다. 패킷에 수신처를 붙여서 각각의 패킷을 보내면 패킷에 수신처가 있으니까  수신처를 알아 도착할 수 있다.(그래서 분할해서 보내거나 다른 패킷이 섞여져도 전송이 될 수 있는것이다.) 

패킷교환도 패킷 교환기가 있는데 교환기의 역할은 회선을 교체해서 연결하는 것이다. 패킷 교환기는 수신처가 연결 되어 있는 회선을 골라서 거기로 패킷을 송출하는 역할과 사용하려고 한 회선이 사용중일 경우 일시적으로 저장했다가 회선이 비는것을 기다리는 역할을 한다.

P.S) 패킷교환기 == 라우터

 

패킷교환도 단점이있다.

회선교환은 연결되어 있는 동안에는 확실화게 수신처에 도달하고 회선을 점유할 수 있는 반면, 패킷 교환 방식은 패킷마다 따로따로 분할해서 송신하기 때문에 반드시 송신한 순서대로 수신처에 도달한다고 확신할 수 없고 도착하는 시간이 불분명 할 수 있다.

 

하지만 복수의 컴퓨터가 사용할 수 있다는 장점이 크기때문에 컴퓨터네트워크에서는 패킷교환을 사용한다.

 

 

 

[핵심요약]

1. 데이터 통신에는 회선교환과 패킷교환이 있다.

2. 회선 교환은 파이프를 교체하는 방식이다.

3. 패킷 교환은 패킷으로 분할해서 송신하는 방식이다.

4. 컴퓨터 네트워크는 패킷 교환 방식이다.