네트워크 교환 방식 종류 정리

메쉬형, 스타형, 트리형, 버스형, 하이브리형의 네트워크 구성 형태는 소규모 네트워크에서 유용합니다. 그러나 네트워크의 규모가 커지면 메쉬형, 스타형, 트리형, 하이브리드형의 경우 비용이 올라가므로 비효율적입니다. 게다가 버스형은 통신 회선에 연결되는 컴퓨터의 수와 회선의 길이에 제한이 있기 때문에 네트워크 확장하는 데 제약이 있습니다. 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법이 교환 방식입니다.

 

 

교환 방식 네트워크

교환 방식은 다양한 토폴로지로 구성된 소규모의 단위 네트워크를 교환기로 연결하여 대규모의 네트워크를 구성하는 네트워크 구성 방식으로, 회선 절약 및 유지 보수 면에서 효율적입니다. 교환 방식에 따른 네트워크를 살펴보면 회선교환 네트워크(circuit switching network), 패킷 교환 네트워크(packet switching network), 메시지 교환 네트워크(message switch network)가 있습니다.

 

 

회선 교환 네트워크 예시

1. 회선 교환 네트워크(circuit switching network)

회선 교환 네트워크는 음성 데이터(voice data)를 송수신하기 위해 설계된 기술입니다. 음성 데이터의 송수신은 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제의 3단계를 거칩니다.

 

* 연결 설정 : 음성 데이터를 송수신하기 위해 전용 채널을 할당합니다.

* 데이터 전송 : 송신 측이 수신 측에게 음성 데이터를 전송합니다.

* 연결 해제 : 음성 데이터의 전송이 끝나면 할당되었던 채널을 반납하고 연결을 해제합니다.

 

 

대표적인 회선 교환 네트워크의 예로 전화 교환망을 들 수 있습니다. 송신 측의 데이터는 연결 설정 단계를 거친 후 설정된 경로를 따라 전달됩니다. 

 

회선 교환 네트워크의 장점으로는 음성 데이터를 송수신하는 과정에서 네트워크의 지연이 발생하지 않는다는 점이 있습니다. 반면 단점으로는 음성 데이터를 송수신하기 위하여 전용 채널을 할당하므로 실제로 음성 데이터가 없는 경우 채널이 낭비될 수 있습니다.

 

 

데이터 패킷 교환을 보여주는 예시

2. 패킷 교환 네트워크(packet switching network)

패킷 교환 네트워크는 회선 교환 네트워크와는 달리 비음성 데이터(non-voice data)를 송수신하기 위해 설계된 기술입니다. 이 방식에는 패킷 단위로 데이터를 전송하며, 회선 교환 네트워크와 달리 전송 경로가 미리 정해져 있지 않습니다. 대신 네트워크의 각 교환기에서 패킷을 전송할 때, 가능한 모든 전송 경로 중 최적의 전송 경로를 선택하는 라우팅(routing) 기능을 수행합니다.

 

송신 측에서는 보낼 데이터를 패킷으로 나눈 후 패킷 교환 네트워크로 전송합니다. 그리고 교환기인 라우터가 패킷을 수신하면 라우팅 알고리즘에 의해 최적의 전송 경로를 선택하여 패킷을 전달합니다. 따라서 각 패킷마다 다른 경로로 전달됩니다.

 

패킷 교환 네트워크의 장점으로는 각 교환기에서 통신 채널을 점유하는 방식이 아니므로 통신 채널의 효율적인 공유가 가능합니다. 그리고 특정 패킷을 여러 목적지로 동시에 전송할 수 있습니다. 이뿐만 아니라 오류 제어 및 흐름 제어를 통해 정확한 데이터 전송이 가능합니다. 단점으로는 송신 측이 보낸 패킷을 수신 측에서 여러 경로를 통해 수신하기 때문에 재정렬하기 위한 시간이 필요하다는 것입니다.

 

 

메시지 교환 네트워크 예시

3. 메시지 교환 네트워크(message switch network)

메시지 교환 네트워크는 1960년대~1970년대 초기에 널리 이용된 교환 방식입니다. 교환기가 송신 측으로부터 데이터를 받아 일단 보관했다가 그다음 경로 설정이 완료된 후 다음 교환기에서 전송하는, 축적 전송 방식(store and forward)을 사용합니다. 이 방식은 교환기에 매우 큰 용량의 저장 매체를 요하고, 처리상의 지연 문제가 있기 때문에 지금은 사용하지 않습니다.