Circuit Switching, Packet Switching

회선 교환 방식 (Circuit Switching)

1. 개념

• 회선 교환 방식은 통신을 시작하기 전에 고정된 경로(회선)를 설정하여 데이터를 전송하는 방식입니다.
• 전화 통화처럼 송신자와 수신자 간의 전용 회선을 생성한 뒤, 모든 데이터를 이 경로로 전송합니다.
• 예시: 아날로그 전화 시스템(PSTN, Public Switched Telephone Network).

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2. 작동 원리

1. 연결 설정 (Call Setup): 데이터를 전송하기 전, 송신자와 수신자 간의 전용 회선을 설정.
2. 데이터 전송 (Data Transmission): 설정된 회선을 통해 데이터가 순차적으로 전송.
3. 연결 해제 (Connection Teardown): 데이터 전송이 끝나면 회선을 해제.

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3. 특징

• 장점:

  • 고정된 경로를 사용하므로 데이터 전송 시 지연(Latency)이 적음.
  • 데이터가 순서대로 도착하므로 재조합이 필요 없음.

• 단점:

  • 연결 설정 시 시간이 소요됨.
  • 회선이 사용 중인 동안 다른 사용자는 접근 불가(비효율적 자원 활용).
  • 네트워크 대역폭을 유휴 상태에서도 계속 점유함.

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패킷 교환 방식 (Packet Switching)

1. 개념

• 패킷 교환 방식은 데이터를 작은 단위(패킷)로 나누어 네트워크의 다양한 경로를 통해 전송하는 방식입니다.
• 각 패킷에는 송신자와 수신자 정보를 포함한 헤더(Header)가 있어, 목적지까지 독립적으로 이동한 뒤, 수신 측에서 재조립됩니다.
• 예시: 인터넷, VoIP(Voice over IP).

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2. 작동 원리

1. 데이터 분할 (Segmentation): 데이터를 작은 패킷으로 나눔.
2. 패킷 전송 (Packet Transmission): 패킷은 각각 독립적인 경로를 통해 네트워크를 이동.
3. 데이터 재조립 (Reassembly): 수신 측에서 모든 패킷을 순서대로 재조립.

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3. 특징

• 장점:

  • 네트워크 자원을 효율적으로 사용(유휴 대역폭 없음).
  • 동시에 여러 사용자가 동일한 네트워크를 사용할 수 있음.
  • 경로 손실 시 다른 경로로 전송 가능(높은 신뢰성).

• 단점:

  • 패킷의 경로가 달라질 경우 지연(Jitter) 발생 가능.
  • 순서가 뒤바뀐 패킷을 재조립하는 추가 작업 필요.

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회선 교환 방식 vs 패킷 교환 방식

항목	회선 교환 방식	패킷 교환 방식
데이터 처리 방식	전용 회선 설정 후 데이터 전송	데이터 패킷 단위로 분할 후 전송
경로 설정	통신 시작 전에 고정된 경로 설정	패킷별로 독립적인 경로 사용
대역폭 사용 효율성	낮음(전용 회선 독점)	높음(공유 네트워크 자원 활용)
지연 시간	낮음	네트워크 혼잡 시 높음
재조립 필요성	없음	있음
주요 사용 사례	전화 통신(PSTN), ISDN	인터넷, VoIP, 화상회의

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최종 요약

• 회선 교환 방식은 데이터를 직접 연결된 고정 회선으로 빠르게 전송하지만, 네트워크 자원의 활용이 비효율적입니다.
• 패킷 교환 방식은 데이터를 작은 패킷으로 나눠 유연하게 전송하여 네트워크 자원을 효율적으로 사용하지만, 추가적인 패킷 재조립 과정이 필요합니다.
• 오늘날 인터넷 기반 통신은 대부분 패킷 교환 방식을 사용합니다.