네트워크 구성요소 : Network Core

본 내용은 한양대학교 이석복 교수님의 강의를 참고하여 정리하였습니다. 교재는 Pearson/Addison Wesley에서 출판한 Computer networking : a top-down approach입니다.

 

 

 

Network Core

    - Network edges를 연결해주는 중간 역할

    - 예시 : 라우터, 허브

 

 

전송 방식

1) Circuit Switching (회선 교환 방식)

    - 출발 종단 시스템에서 목적 종단 시스템까지 경로 상의 필요한 자원들을 모두 예약하는 방식

    - 데이터를 일정 전송률로 보낼 수 있음

    - 연결되어 있는 동안 다른 사용자는 그 회선을 쓸 수 없음

    - 예시 : 전화 통화에서 A와 B가 통화를 할 때, C가 A에게 전화를 걸면 연결할 수 없음

 

 

2) Packet Switching (패킷 교환 방식)

    - 송신 측에서 모든 데이터를 일정한 크기의 패킷으로 분할하여 전송하고, 수신 측에서 이를 원래 데이터로 조립하는 방식

    - 데이터에 IP 주소를 할당하여 네트워크에 보내고 IP를 확인하여 전송

    - 회선 교환과 다르게 경로를 독점하지 않고, 라우터에 오는 순서대로 전송

    - 예시 : 인터넷

 

(1) Delay 발생

        * Processing delay : 라우터로 데이터가 들어오면, bit errors를 체크하고 어떤 link로 나갈지 결정하는 과정에 발생하는 시간 지연

 

        * Queueing delay : 라우터가 보내는 속도보다 라우터에 도착하는 데이터의 양이 많으면, 라우터의 내부 Queue에 데이터를 저장되고 나갈 때까지 기다리는 시간 지연

            + 사용자의 데이터 전송 속도가 라우터의 전송 속도보다 높거나, 사용자가 많아서 데이터가 많을 때 발생

            + 데이터가 몰려서 Queue에 들어가지 못하면 데이터 유실 발생

 

        * Transmission delay : 패킷의 첫 bit가 라우터를 나가는 순간부터 패킷의 마지막 bit가 나가는 시간까지의 시간 지연. 즉, 패킷이 라우터의 outer link 입구를 통과하는데 걸리는 시간

            + 지연 시간 = 패킷의 길이 / link의 두께

 

        * Propagation delay : 패킷의 마지막 bit가 link에 들어온 후 다음 라우터에 도착할 때까지의 시간

 

 

 

(2) Delay 해결

    - Processing delay 해결 : 라우터의 CPU 성능 향상시켜서 처리를 빠르게 함

    - Queueing delay 해결 : 사용자의 병목현상에 의해서 발생하기 때문에 통제 할 수 없음

    - Transmission delay 해결 : link 케이블의 두께를 확장

    - Propagation delay 해결 : 전송 속도는 빛의 속도이므로 현재 기술로는 해결할 수 없음

 

 

 

3) Circuit과 Packet 방식 비교

    - 상황으로 비교

    - 상황 : 1Mb/s로 전송하는 케이블이 있습니다. 각 사용자들은 100Kb/s로 데이터를 전송합니다.

    - Circuit switching의 경우, 10명의 사용자가 사용 가능

    - Packet switching의 경우, 10명 이상의 사용자가 사용 가능

 

    - 인터넷에서 Packet switching을 더 많이 사용하는 이유 : 대부분의 인터넷 사용자의 인터넷 사용 시간 패턴은 데이터를 요청하고 받는 시간은 짧고 대기하는 시간을 깁니다.예를 들어, 웬툰을 볼 때, 보고 싶은 웹툰을 클릭해서 데이터를 받는데 0.1초가 걸린다고 하면 받은 데이터를 감상하는데 10~20초가 걸립니다. 즉, 0.1초 동안 데이터를 요청하고 받고, 10~20초 동안 인터넷을 사용하지 않습니다. 따라서, 모든 사용자가 같은 시간에 동시에 데이터를 요청할 확률은 적습니다. 그렇기 때문에 사용자의 최대 인원이 정해지지 않은 Packet switching이 인터넷에 적합합니다. 다만, 갑자기 몰리면 문제가 발생합니다. 대학교에서 수강신청이 대표적인 예시입니다.

 

 

 

참고

    - 블로그 1

    - 블로그 2