데이터 통신 - 스위칭 방법과 구조

스위칭 방법

1) Circuit switching 

문제점: 

• 음성 서비스를 위해 설계되어 데이터 전송 속도 고정됨
  (연결 기간 동안 양쪽 모두 동일한 속도로 작동해야 하므로)
• 자원이 부족하면 연결 차단

2) Packet switching 

• 데이터 전송 속도 변환: 각 station은 자신의 속도로 로컬 노드에 연결
• 선 효율성: 회선 공유함으로써 회선 이용률 증대
• 메시지를 일정한 크기의 패킷으로 분해, 전송, 재조립
• 각 노드에서 우선순위가 높은 패킷을 우선적으로 전달. 
  우선순위가 높은 패킷은 낮은 패킷보다 delay가 적다.
• 많은 트래픽이 있더라도 패킷이 받아들여지지만, 전달 지연 증가

   2-1) Virtual-circuit : 가상 경로 설정 

• 가상(논리적) 경로를 설정, 패킷은 가상 회선 식별자를 포함
  -> 각 노드는 패킷을 어디로 전달해야 하는지 알고 있어서 라우팅 결정을 내릴 필요가 없다.
  -> 패킷 전달 속도가 빠르다.
• 모든 패킷은 동일한 경로로 순서적으로 전달
  -> 패킷의 송수신 순서가 같음
• 노드가 실패하면 해당 노드를 통과하는 모든 가상 회선이 실패
  -> 신뢰성이 낮다.
• 연결지향적: 연결 설정 -> 데이터 전송 -> 연결 종료
• 예) X.25, Frame Relay, ATM

   2-2) Datagram : 가상 경로 설정 단계가 없음

• 각각의 패킷은 독립적으로 전달.
  하나의 내용이라도 해도 독립된 패킷으로 취급
• 패킷은 수신측에 보낸 순서대로 도착하지 않을 수 있다.
  -> 수신측에서 패킷의 순서를 재조정하고 손실된 패킷을 복구해야 함.
• 패킷은 어느 경로든 이동 가능.
  ->  네트워크의 혼잡한 부분을 피해 라우팅 가능.
  -> 노드가 실패하더라도 패킷은 대안 경로를 찾을 수 있다.

waiting time: 목적지 주소를 보고 어느 포트로 보낼 것인지 결정하는 시간

세가지 방법 비교사진

 

스위치의 구조 

1) Circuit Switch의 구조

양쪽 사이드에 N/n개의 크로스바들, 가운데에 k개의 크로스바

*총 크로스포인트 구하는 법:  K*(N/n)*2+ 2*(N/n)*n*k 

 

2) Packet Switch의 구조

*Banyan switch 연습하기

예를 들어 Packet tag가 100이라면 맨 왼쪽 스위치는 1을 향해 나가고
가운데 스위치는 0을 향해 나가고 마지막 스위치는 0을 향해 나가면 

output port tag가 100이 된다.