1.3 네트워크 코어

네트워크 코어, 인터넷의 종단 시스템을 연결하는 패킷 스위치와 링크의 그물망!

[ packet-switching 패킷 교환 방식 ]

1. 출발지 end-system에서 목적지 end-system으로 메시지를 보내기 위해 송신 시스템은 메시지를 패킷(packet)이라고 하는 작은 데이터 덩어리로 분할한다.

2. 각 패킷은 통신 링크(communication link)와 패킷 스위치(packet switch)를 거치게 된다.

   • 패킷 스위치에는 라우터(router)와 링크 계층 스위치(link-layer switch)의 두 가지 유형이 존재한다.
   
   

패킷 교환 방식의 특징

1. 저장 후 전달, Store-and-forward transmission
   1. 패킷의 비트를 먼저 저장(buffer, 즉 ‘store’)한다.
   2. 라우터가 패킷의 모든 비트를 수신하였다면 그제서야 출력 링크로 그 패킷을 전송(transmit, 즉 ‘forward’)하기 시작한다.

• 패킷은 링크의 최대 전송률과 같은 속도로 각각의 통신 링크에서 전송된다.
• 전체 패킷을 다 받아야 다음 라우터로 전송이 가능하다. 이부분에서 지연 발생
• transmission delay : 출발지 종단 시스템 혹은 패킷 스위치가 R bps(bits per second)의 속도로 링크에서 L 비트의 패킷을 송신한다면,그 패킷을 전송하는 데 걸리는 시간은 L/R 초

1. 큐잉 지연과 패킷 손실
   • 패킷 스위치는 접속된 여러개의 링크를 갖고 있으며, 각 링크에 대해 스위치는 출력 버퍼를 갖고 있고, 그 링크로 송신하려고 하는 패킷을 저장하고 있다.
   • 도착하는 패킷은 전송을 위해 출력 버퍼에서 대기해야 한다 = 큐잉 지연
   • 라우터의 혼잡과 관련된다.
   • 패킷 손실 : 라우터의 버퍼가 패킷들고 꽉 찬 경우 패킷 손실이 발생한다.

포워딩 테이블과 라우팅 프로토콜

라우터는 접속된 통신 링크 중 하나로 도착하는 패킷을 받아서 접속된 통신 링크 중 다른 링크로 그 패킷을 전달한다. 인터넷에서 모든 종단 시스템은 IP주소 라는 주소를 갖는다.

1. 각 라우터는 목적지 주소를 라우터의 출력 링크로 매핑하는 포워딩 테이블을 갖고있다.
2. 패킷이 라우터에 도착하면 라우터는 올바른 출력 링크를 찾기 위해 주소를 조사하고, 이 목적지 주소를 이용하여 포워딩 테이블을 검색한다.
3. 그 후에 라우터는 그 패킷을 출력 링크로 보낸다.

• 라우팅 프로토콜 : 라우팅 알고리즘으로 목적지까지의 경로 설정을 해서 포워딩 테이블 생성
• 포워딩 : 로컬 라우터에서 input port에서 적절한 output port 로 내보내 주는 것

[circuit switching 회선 교환 방식]

회선 교환 네트워크에서 종단 시스템간에 통신을 제공하기 위해 경로상에 필요한 자원은 통신 세션 동안에 확보 또는 예약된다.

2개의 출발지-도착지까지 정해진 회선을 점유하여 전송 ⇒ 독점하여, 보장된 일정 전송률을 제공

송신자와 수신자 간의 경로에 있는 스위치들이 해당 연결 상태를 유지해야한다. ⇒ 회선(circuit)

주어진 전송률이 송수신자의 연결을 위해 예약되므로 송신자는 수신자에게 보장된 일전 전송률로 데이터를 보낼 수 있다.

회선 공유방식 TDM(시간단위로 나눠씀), FDM(주파수 단위로 나눠씀) 으로 구분된다.

패킷 교환 방식 vs 회선 교환 방식

패킷 교환 방식의 특징

• 일반적인 인터넷 망에서 사용
• 동일한 네트워크에러 회선 교환 방식보다 더 많은 수용자 수용 가능
• 전송되는 패킷은 여러 경로를 이용가능
• 전송 속도 및 흐름 제어가 가능
• 송신 패킷의 순서와 수신 패킷의 순서가 다를 수 있음
• 전송량 증가에 따라 지연율이 상승함
• 경로 탐색 과정에서 지연 발생

회선 교환 방식의 특징

• 전화망에서 사용
• 안정적인 전송률 보장
• 고정적인 대역폭 사용
• 회선 이용 효율이 떨어짐
• 중간 경로 문제 발생시 전체 연결이 끊어진다.
• 송신자의 모든 데이터는 동일한 경로로 전송

참고한 도서
[컴퓨터 네트워크 하향식 접근 제 8판] 퍼스트북