[CN] 1장: Network core: Packet/Circuit switching, Internet Structure

Network core: Packet/Circuit switching, Internet Structure

라우터들의 그물망

패킷 교환 방식

호스트는 앱 계층의 메세지를 패킷으로 분할
→ 링크를 통해 다음 라우터로 패킷을 전달
→ 요구할 때만 전송 링크를 사용

라우팅 알고리즘에 의해 경로 설정 및 이동이 됨

Local 행동 (Forwarding)

• 라우터의 입력 링크에 도착하는 패킷을 적절한 라우터로 전달

Global 행동

출발지부터 목적지까지 경로를 결정

• 반드시 전체 패킷이 라우터에 도착해야 다음 링크로 보냄
• R bps의 링크에 L패킷 = L/R초 걸림
  N개인 경우 N*L/R

문제

L = 10 Kbits, R = 100Mbps

전송지연 시간 = L/R = 0.1msec

큐잉

서비스할 수 있는 속도보다 빨리 도착할 때 발생함
라우터가 패킷에서 대기

라우터에 도착하는 패킷이 라우터에서 나가는 패킷보다 많다면

큐에 계속 대기해서, 라우터 버퍼가 가득차서 패킷 손실 발생

회선 교환 방식

사전에 예약해서 전송하는 방식
경로를 다 설정하고 데이터를 보냄

예약된 자원은 공유하지 않음 → 성능 보장
단, 설정된 연결을 안 쓰면 낭비가 유지됨
전화망에서 활용됨

 

FDM (주파수 분할)

• 좁은 주파수 대역폭

TDM (시분할)

• 시간 슬롯에 의해 나뉨
• 더 넓은 주파수 대역폭 사용

패킷 교환 vs 회선 교환

문제

회선교환 방식과 패킷교환 방식에서 
이 네트워크를 사용할 수 있는 사용자는 각각 몇 명인가 ?

1Gpbs link를 가진 네트워크

활성화 시 100Mbps
활성화 기간: 10%

패킷 교환 방식

→ 1,000 / 100 = 10명

• 링크 전송 속도를 초과하면,
  큐잉 지연과 패킷 손실 발생 가능
• 버퍼 오버플로우로 패킷 지연 및 혼잡 발생 가능
• 자원을 공유하고, 연결 설정 및 해제 과정이 없으므로 구현은 용이함
• 루트를 모르기 때문에 처리 지연이 발생할 수 있음
  혼잡 제어를 위한 프로토콜 필요

식당에 예약 안 하고 방문

회선 교환 방식

→ 약 35명, 10명까진 문제 X

• 패킷 쪼개지도 않음
• 저장 후 전달도 안함
• 각 연결마다 퀄리티를 보장함
• 지속 데이터 전송에 적합함
• 설정된 연결을 사용하지 않으면 자원 낭비
• 연결 설정을 위한 시간도 필요함

식당에 예약하고 방문