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Information Network

[Information Network] #2-1 Vitual-Circuit Networks: Frame Relay and ATM(가상회선의 프레임 릴레이와 ATM)

Communication Networks(데이터 전송 방식)에는 Circuit-Switched(회선 교환방식)와 Packet-Switched(패킷 교환방식)로 나눌수 있는데, 이 두 방식에 대해 알아보고 특히, 현재 널리 쓰이는 Packet-switching에 대해 좀 더 자세히 알아보자.


Introduction





회선 교환 방식은 고정된 회선을 효율적으로 사용하기 위해, FDM, TDM과 같은 다중화(Multiplexing) 방식이 활용된다.

반면, 패킷교환 방식은 데이터그램과 가상회선 네트워크로 나뉠수 있다. 오늘은 이중에서 가상회선 네트워크에 대해서 공부해보려 한다.

가상회선 네트워크는 송신지에서 목적지로 패킷을 보내기 전에 전달된 패킷이 이용할 경로를 미리 예약하게 된다. 예약하는 과정은 각 경로에 존재하는 라우터의 라우팅 테이블에 자신의 송신지와 목적지의 경로를 설정하게 된다. 패킷을 전달하기 전에 경로를 설정해야 한다는 부담이 있긴 하지만 한 번 경로가 설정되면 송신지에서 목적지로 보내는 패킷들은 순서가 보장되어 전달되기 때문에 목적지에서 따로 재조합해야할 필요가 없다. 또한 중간의 라우터는 정해진 테이블에서 경로를 검색하기 때문에 좀 더 적은 전달지연이 발생한다.

가상회선을 사용하는 방식에는 X.25, 프레임 릴레이, ATM등이 있다.

자 그럼 이제 좀 더 자세하게 알아보자.



Circuit-Switching

한 회선(circuit or channel)을 통신이 시작할 때부터 끝날때까지 점유하고 통신하는 방식을 말하는 것으로, 일반 전화망에 사용된다.

bit rate가 고정되어 있으며, setup과정을 통하여 data를 보낼 전용회선을 준비한다.  일단 전용회선이 준비되면 그 회선은 다른 user에 의해 사용될 수 없다. 다시 사용되기 위해서는 해당 회선이 release되고 다시 다른
이에게 setup되어야 사용될수 있다.



Packet-Switching

data를 일정한 단위 길이로 구분하여 전송하는 방식으로서,

패킷을 전송할 때만 링크를 점유하므로 회선교환방식에 비하여 링크의 사용 효율이 높으며, 하나의 패킷을 여러 목적지로 동시에 전달할 수 있고(resource sharing), 전송 속도와 통신 규약을 바꿀 수도 있으며, 오류를 제어할 수도 있다. 또 오류 제어와 흐름 제어를 통하여 비교적 정확한 데이터를 전달한다. 특히 대량의 자료를 고속으로 전송할 수 있고 통신 비용이 적게 들어 용량이 큰 데이터통신에 많이 활용된다.

패킷교환의 방식으로는 연결형인 가상회선방식과 비연결형인 데이터그램(datagram) 두 가지가 있다. 가상회선방식은 회선교환방식의 상대적 개념으로, 패킷이 지나갈 경로에 가상의 회선을 배정하는 방식이다. 가상회선을 통과하는 패킷들은 모두 같은 경로를 거치므로 패킷의 전송 순서를 계속 유지하여 목적지에 도착하게 된다. 데이터는 호설정(call set-up: 가상회선의 설정), 데이터 교환(패킷의 교환), 호해제(clear: 가상회선의 해지)의 3단계를 거쳐 전달된다.

이에 비해 데이터그램은 독립적으로 목적지를 찾아가는 방식이다. 이 방식은 오버헤드가 많고 데이터의 전달 순서가 바뀔 수 있으며, 목적지를 찾지 못하는 경우도 발생하여 특수한 경우 이외에는 사용되지 않는다.












Advantages over Circuit-Switching(패킷 교환방식의 장점)

선로 효율이 좋다 (packets shared)
전송 속도(bit rate)와 통신 규약 변경 가능
 우선순위 기법이 존재





Disadvantages relative to Circuit-Switching(패킷 교환방식의 단점)


 Q * (d_prop(처리시간) + d_trans(전송시간) + d_queue(들어온 data가 다시 나가는데 걸리는 시간) 
  + d_proc)

     -> 전송 지연이 길다

▶ 모든 packet에 overhead가 존재




Packet Switching: Datagram Approach

목적지까지 data가 도착하는 신뢰도가 높다.

call setup과정이 없기 때문에 패킷들이 목적지에 도달할 때 순서대로 도착하지 않는 경우가 생길수도 있으며, data가 한 지점에 과부하로 인하여 data 손실이 발생할 수도 있다.




























Packet Switching: Virtual-Circuit Approach


call setup과정을 통해 end-to-end connection이 정해지면

이 설정된 경로에 따라 차례대로 패킷이 전송된다.
(sequencing)
























다음 포스트에서는 가상회선의 Frame relay(프레임 릴레이)와 ATM에 대해서 알아보자.