[컴퓨터 네트워크] Packet Switching

핵심 키워드: datagram , virtual circuit

 

Packet Switching

네트워크 계층의 가장 중요한 역할은 패킷의 전송 경로를 결정하는 것이다. 데이터를 패킷 교환 방식으로 전송하는 네트워크는 가상 회선과 데이터그램이라는 두 가지 전송 방식을 지원한다. 가상 회선은 데이터를 패킷 단위로 나누어 전송하지만 송수신 호스트 사이에 가상 연결을 설정하므로 모든 패킷의 전달 경로가 같다. 반면, 데이터그램은 패킷의 경로 선택이 독립적이다. 패킷교환에서는 정보가 교환기의 기억장치에 축적되기 때문에 1개의 통신회선에서 통신의 공백시간을 융통하고 있어서 회선의 사용효율을 높이는 패킷 다중통신을 할 수 있다. 패킷교환 서비스의 기본적인 통신 형태는 상대 선택신호에 의해서 상대를 선택하는 것이지만 통신상대가 고정되는 경우도 고려하여 임의의 상대를 선택하여 통신할 수 있는 상대 선택급과 통신상대가 항상 특정한 상대로 고정되는 상대고정급 2가지의 접속급이 마련되어 있다. CCITT 권고에서는 이 2가지의 접속급을 각각 버추얼 콜(VC), 퍼머넌트 버추얼 서킷(PVC)이라 한다

 

 

-가상 회선(virual circuit)

연결 지향적인 서비스를 제공합니다. (순서대로 배달)
순차배송을 위해서는 연결/해제 과정이 필요합니다

일반적으로 가상 회선 방식은 연결형 서비스를 지원하기 위한 기능으로, 하나의 연결을 통해 전송되는 패킷의 경로는 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. 가상 회선 방식에서 패킷을 전송하는 방식을 시간의 흐름에 따라 보여준다. 가상 회선을 통해 패킷이 동일한 경로로 전송됨을 알 수 있다. 이처럼 똑같은 전송 경로로 패킷을 전송하면 패킷의 도착 순서와 출발 순서가 같다. 가상 회선 방식으로 패킷을 전송하는 원리는 회선 교환 방식과 비슷하다. 가상 회선이라는 용어가 가상적인 회선을 뜻하므로, 두 방식은 동작 원리가 비슷하다. 그런데 가상 회선 방식은 패킷 교환 방식을 기반으로 하므로 데이터의 전송 단위가 패킷 단위로 이루어지는 반면, 회선 교환 방식은 패킷 기능을 지원하지 않는다. 이는 두 교환 방식을 구분하는 중요한 차이점이다.

 

-데이터 그램(datagram) 비연결형 서비스 제공

패킷 교환에서 비연결형 서비스를 이용해 패킷을 독립적으로 전송하는 것을 데이터그램 방식이라고 한다. 데이터그램 방식은 패킷이 전달되기 전에 연결을 설정하는 과정이 없으므로, 경로를 미리 할당하지 않는다. 따라서 전송되는 패킷들이 독립 경로로 전달된다. 일반적으로 데이터그램 방식은 전송할 정보의 양이 적거나 상대적으로 신뢰성이 중요하지 않은 환경에서 사용한다. 데이터그램 방식에서 패킷을 전송하는 과정을 시간의 흐름에 따라 보여준다. 가상 회선 방식과 달리 설정된 연결 경로가 없으므로, 송신 호스트가 전송한 패킷이 독립적으로 라우팅됨을 알 수 있다. 송신 호스트가 전송한 패킷은 보낸 순서와 무관한 순서로 수신 호스트에게 전달되므로 도착 순서가 바뀔 수 있다. 패킷은 1, 2번 패킷과 다른 경로를 선택할 수 있으며, 각 전송 경로의 속도는 네트워크 혼잡도 등 때문에 가변적이다. 따라서 목적지에 도착하는 순서를 미리 예측할 수 없고, 송신 호스트에서 늦게 출발한 3번 패킷이 2번 패킷보다 먼저 도착할 수 있다.

 

>tcp - segment
>ip - packet
>data link - frame
>physical - bits



1. 전반적인 네트워킹에서의 packet의 의미
circuit switching vs packet switching의 개념으로 회선교환에 대비되는 모든 datagram switching을 일컬어 packet switching이라고 합니다. ATM cell switching은 물론이고, Ethernet frame switching, Frame Relay frame switching,  등등 회선교환이 아닌 모든 데이터 단위가 이 경우 즉 packet의 범주에 들어갑니다.(고정길이 가변길이 불문)

2. 그 외의 경우는, 윗분이 말씀하신대로 tcp - segment, ip - packet, data link - frame라고 생각하시면 되고요.

3. 단지, IP datagram이란 말과 IP packet, TCP datagram과 TCP segment등이 헛갈리실 겁니다. 여기서 datagram은 순수한 사용자의 message를 다르게 부르는 말입니다. IP packet에서의 packet은 이 사용자 datagram을 layer-2의 MTU에 맞춰서 토막을 낸 상태입니다. 그러니까 packet은 토막난 상태의 사용자 정보 스트림을 말합니다.(fragmentation과 defragmentation과 다릅니다.

가상회선 방식은 전송까지 몇가지 과정이 있다.

https://velog.io/@k906506/%ED%8C%A8%ED%82%B7%EA%B3%BC-%ED%8C%A8%ED%82%B7-%EA%B5%90%ED%99%98-%EB%B0%A9%EC%8B%9D

1. 설정 단계 (Setup Phase)

• 가상회선을 위한 항목을 라우터가 생성한다.
• 송수신측은 요청 패킷과 확인응답 패킷의 두 개의 보조 패킷을 교환한다. (요청 패킷 : 발신지가 목적지로
  전송(보조 패킷은 팔신지와 목적지 주소 정보 보유),
  확인응답 패킷 : 교환 테이블 내의 항목을 완성시키는 패킷)

2. 데이터 전송 단계 (Data Transfer Phase)

• 모든 라우터가 특정 가상회선을 위한 포워딩 테이블을 완성하면 하나의 메세지에 속한
  네트워크 계층 패킷들을 순서대로 전송 가능하다.

3. 연결 해제 단계

• 발신지에서 목적지로 패킷을 보낸 뒤, 연결 해제 특수 패킷을 전송한다.
• 목적지는 확인 패킷으로 회신한다.
• 모든 라우터 테이블 내에 상응하는 항목을 삭제한다.

https://velog.io/@k906506/2.-%ED%8C%A8%ED%82%B7%EC%9D%98-%ED%97%A4%EB%8D%94%EC%99%80-%ED%8C%A8%ED%82%B7-%EC%A0%84%EC%86%A1-%EA%B3%BC%EC%A0%95

 

https://gotwo.tistory.com/106?category=653990

https://gotwo.tistory.com/107

개꿀 설명 https://com24everyday.tistory.com/242

 

자료출처-http://wiki.hash.kr/index.php/%ED%8C%A8%ED%82%B7