데이터 교환 방식/라우팅

데이터 교환 방식 종류

1. 회선 교환 방식
   • SDS (Space Division Switching) : 공간 분할 교한 방식
   • TDS (Time Division Switching) : 시분할 교환 방식
2. 축적 교환 방식
   • 메시지 교환 방식
   • 패킷 교환 방식
     • 가상 회선 방식
     • 데이터그램 방식

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회선 교환 방식

통신하려는 두 지점을(송신기/수신기) 교환기를 이용하여 물지적으로 연결해 통신하는 방식이다. 기존의 음성 전화망이 대표적이다.

 

회선 교환 방식 특징

• 데이터 전송 전에 물리적인 통신 회선을 통한 연결이 필요하다.
• 연결된 회선은 그 통신을 위한 전용 회선으로 사용된다.
• 한번 연결되면 데이터가 전송되지 않더라도 연결이 끊어지기 전까지는 회선이 유지된다. (=통신 회선이 낭비된다.)
• 회선 접속에는 긴 시간이 필요하지만, 한번 접속 된 후에는 전송지연이 없어 실시간 전송이 가능하다. (=전송속도가 일정)
• 회선 접속된 후 수신측이 통신 준비가 완료되어야 데이터를 주고 받을 수 있다.
• 데이터 전송에 필요한 전체 시간이 축적 교환 방식보다 길다.
• 전송된 데이터의 오류제어, 흐름제어는 사용자에 의해 수행된다.

 

회선 교환 방식의 종류

SDS (Space Division Switching)

• 공간 분할 교환 방식으로, 기계식 접점과 전자 교환기의 전자식 접점 등을 이요하여 교화능ㄹ 수행하는 방식이다. 
• 음성 전화용 교환기가 속한다.

TDS (Time Division Switching)

• 시분할 교환 방식으로, 전자 부품이 갖는 고속성과 디지털 교환 기술을 이용하여 다수의 디지털 신호를 시분할적으로 동작시켜 다중화하는 방식이다.

 

축적 교환 방식

송신 측에서 전송한 데이터를 송신 측 교환기에 저장시켰다가 적절한 통신 경로를 유동적으로 선택하여 수신 측에게 전송하는 방식이다.

 

축적 교환 방식 특징

• 하나의 통신회선을 여러 메시지가 공유할 수 있다.
• 메시지를 저장했다가 전송하므로 기억장치가 필요하다.
• 전송 속도와 코드가 서로 다른 장치 간에도 통신이 가능하다.
• 초기 설계 비용 및 통신 비용이 저렴하다.
• 전송 속도나 코드의 변환 및 전송 오류 정정이 가능하다.

축적 교환 방식의 종류

메시지 교환 방식(Message Switching)

• 교환기가 송신 측의 메시지를 받아서 저장한 후 전송 순서가 되면 수신 측으로 전송한다.
• 각 메시지마다 전송 경로를 설정하고, 수신 측 주소를 붙여서 전송한다.
• 전송 지연 시간이 매우 길다. 응답시간이 느려 대화형 데이터 전송에 부적절하다. (실시간 전송 못함)
• 전송량이 폭주해도, 저장 기능을 이용하여 교환기의 혼란 상태를 피할 수 있다.
• 같은 내용의 메시지를 여러 곳에 전송할 수 있다.

패킷 교환 방식(Packet Switching)

패킷 교환 방식은 메시지를 일정한 길이의 패킷으로 잘라서 전송하는 방식이다. 

• 패킷 교환기에 일시 저장되었다가 전송되며 전송이 끝난 후 폐기된다.
• 패킷 교환망은 OSI 7계층의 네트워크 계층에 해당된다.
• 패킷형 터미널을 위한 DTE와 DCE사이의 접속 규정은 X.25이다.
• 패킷망 상호간의 접속을 위한 프로토콜은 X.75이다.
• 하나의 회선을 여러 사용가자 공유할 수 있다.
• 수신 측에서 분할 된 패킷을 재조립해야한다.
• 응답 시간이 빠르므로 대화형 응용이 가능하다(실시간 전송 가능)
• 전송 시 교환기, 회선 등에 장애가 발생해도 다른 정상적인 경로를 선택해서 우회할 수 있다.
• 패킷 교환 방식의 종류에는 가상 회산 방식과 데이터그램 방식이 있다.
  1. 가상 회선 방식 : DTE, DCE간의 논리적인 가상 통신 회선을 미리 설정하여 현결을 확립한 후 설정된 결로를 따라 패킷을 순차적으로 전송하는 방식이다.
  2. 데이터그램 방식 : 연결 경로를 설정하지 않고 인접한 노드들의 트래픽 상황을 감안하여 각각의 패킷들을 순서에 상관없이 독립적으로 운반하는 방식이다.

 

패킷 교환망(PSDN)의 기능

PSDN (Packet Switched Data Network)

패킷 다중화	물리적으로 한 개의 통신 회선을 사용하면서도 패킷마다 가상 회선 번호를 붙여 동시에 다수의 상대 터미널과 통신을 수행하도록 하는 기능
경로 제거(Routing)	출발지에서 목적지까지 이용 가능한 전송로를 찾아본 후에 가장 효율적인 전송로를 선택하는 기능
논리 채널	송수신 측 당말기 사이에서 가상 회선을 설정하는 기능
순서 제어	패킷을 여러 경로를 통해서 전송할 때 패킷의 순서가 송신 측에서 보낸 순서와 다르게 수신되는 것을 방지하기 위한 기능
트래픽 제어(Traffic Control)	망의 호보, 성능유지, 망 지원의 효율적인 이용을 위해 전송되는 패킷의 흐름 또는 그 양을 조절하는 기능, 교착상태의 방지, 흐름 제어 등으 룻행
오류 제어	오류를 검출하고 정정하는 기능

 

패킷 교한망의 구성

NPT (비패킷 단말기)	전송할 정보 메시지를 패킷 단위로 분할하는 기능이 없는 단말기
PT (패킷형 단말기)	패킷 분할 및 결합 기능을 갖추고 있는 단말기
PSE (패킷 교환기)	패킷의 축적 및 경로 설정 기능을 갖추고 있는 단말기
PMX (패킷 다중화 장치)	비 패킷 단말기(NPT)에서 전송하는 정보 메시지를 패킷으로 분할하고, NPT에서 수신할 정보가 패킷 단위로 들어오는 것을 정보 메시지로 조립하여 전달하는 정치이다.

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라우팅(Routing, 경로제어)

라우팅은 송수신 측간의 전송 경로 중에서 최적의 패킷 교환 경로를 결정하는 기능이다.

라우팅은 경로 제어표(Routing Table)을 참조하며 이루어지며, 라우터에 의해 수행된다.

 

라우팅 요소

• 성인 기준
• 경로의 결정 시간과 장소
• 정보 발생지
• 경로 정보의 갱신 시간

라우팅 프로토콜

RIP (Routing Information Protocal)	현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜이다. 소규모이 동종 네트워크내에서 효율적인 방법이다.
IGRP (Interior Gateway Routing Protocal)	RIP의 단점을 보안하기 위해 개발된 것으로, 네트워크 상태를 고려하며 라우팅한다. 중규모의 네트워크내에서 효율적인 방법이다.
OSPF (Open Shortest Path First Protocal)	라우팅 정보에 변화가 생길 경우 변화된 정보만 네트워크 내의 모든 라우터에게 알리는 기능을 한다. 대규모의 네트워크에서 많이 사용한다.
EPG (Exterior Gateway Protocal)	자율시스템 간의 라우팅 프로토콜로 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜이다. 외부 게이트웨이 프로토콜이다.
BGP (Border Gateway Protocal)	자율시스템 간의 라우팅 프로토콜로 EGP의 단점을 보안하기 위해 개발되었다.

 

라우팅 알고리즘

데이터가 목적지까지 도착하기 위한 최적의 경로를 산출하기 위한 것이다.

• 거리 벡터 알고리즘 (Distance Vector Algorithm) : 인접해 있는 라우터 간의 거리와 방향에 대한 정보를 이용하여 최적의 경로를 찾는다. RIP와 IGRP가 해당된다.
• 링크 상태 알고리즘 (Link State Algorithm) : 라우터와 라우터 간의 모든 경로를 파악하여 미리 대체 경로를 마련해 두는 알고리즘으로, 거리 벡터 알고리즘의 단점을 보완하기 위해 개발되었다. OSPF가 해당된다.