회선 교환 망
-물리 링크로 연결된 일단의 교환기로 이루어짐
-회선 교환 망은 각 링크가 n개 채널로 나뉜 물리 링크로 연결된 교환기의 집합이다.
-회선 교환은 설정단계에서 자원 할당이 필요하며, 해제 단계에 들기 전까지는 계속해서 전체 데이터전송기간 동안 전용으로 할당되어야 한다.
세 단계
설정 단계
두 당사자가 통신하기 전에 전용회선이 마련되어야함
A와 M이 연결되기 위해서는 A는 교환기 I에게 M의 주소를 주면서 연결을 요청, 교환기 I는 이 목적에 부합되는 채널이 자신과 교환기 IV 사이에 있다는 것을 발견하고는 이후 교환기 IV에게 연결 요청을 보내고 교환기 IV는 단말기 M에게 A가 연결하기 원한다는 것을 알린다.
연결 설정의 다음 단계로 M으로부터의 응답이 반대 방향으로 A에게 전해져야 한다. A가 이 응답을 받은 이후에 연결이 설정된다.
종단 대 종단의 주소 찾기는 두 단말 시스템 사이의 연결을 설정하기 위해 필요하다는 것을 유의하라.
데이터 전송 단계
전용 회선으로 구성된 연결을 설정한 이후에 두 당사자가 데이터를 주고받을 수 있다.
해제 단계
당사자 중 하나가 연결을 끊기를 원하면 자원을 해제하기 위해 교환기로 신호를 보낸다.
효율
다른 두 가지 망에 비해 연결 도중 전체 시간 내내 자원이 전적으로 할당되기 때문에 비효율적이라고 할 수도 있다. 할당된 자원은 다른 연결에는 사용할 수 없다. 전화망에서는 사람들은 대화가 끝나면 통신을 종료한다. 그러나 컴퓨터 망에서는 장시간 아무런 통신이 없어도 한 컴퓨터가 다른 컴퓨터에 연결되어 있을 수 있다. 이 경우에는 전용된 자원은 다른 연결을 하지 못하게 되는 것을 말한다.
지연
데이터 전송 도중에는 각 교환기에서는 데이터가 지연되지 않는다. 연결 내내 자우너이 전적으로 할당되기 때문이다.
전체 지연은 연결 설정에 소요되는 시간, 데이터 전송 시간, 해제 시간에 기인한다.
존재하지 않는 이미지입니다.
설정에 의한 지연은 발신지 컴퓨터의 요천이 전파되는데 걸리는 지연(첫번째 초록색 상자의 경사), 요청 신호 전송 시간(첫번째 초록색 상자의 높이), 목적지 컴퓨터로부터의 응답이 전파되는 시간(두번째 초록색 상자의 경사)및 응답이 전송되는데 걸리는시간(두 번째 초록색 상자의 높이)의 네 가지 요소에 의해 발생한다. 데이터 전송에 기인한 지연은 전파 지연(하늘색 상자의 경사)와 테이터 전송시간(하늘색 상자의 높이)의 합이다. 세 번째 상자는 회로를 해제하는 데 걸리는 시간이다. 예는 수신자가 연결 해제를 요청하는 경우 가장 오랜 지연 시간이 발생하는 경우 이다.
패킷 교환 망
패킷 교환 망에서 예약은 없다. 자원은 요청에 따라 할당된다.
데이터그램망
각 패킷은 다른 패킷과 무관하게 취급된다. 여러 패킷 중의 하나일지라도 네트워크는 각 패ㅣㅅ을 별개의 것으로 취급한다. 이런 방식의 패킷을 데이터 그램이라고 부른다.
데이터 그램 교환은 보통 네트워크 층에서 이루어진다. 여기에서는 회선 교환 망가 가상회선교환망과 비교하면서간단히 데이터그램 망을 설명한다.
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위 그림을 보면 어떻게 지국 A로부터 X로 4개의 패킷을 전송하는지를 보여준다. 그림의 교환기는 통상 라우터라고 부른다. 이는 그림에서 교환기를 나타내기 위해 다른 기호를 사용한 이유이기도 하다.
이 예에서는 4개의 패킷이 모두 하나의 메시지에 속하지만 목적지에 도달하기 위해 각기 다른 경로를 거칠지 모른다. 이는 어떤 링크는 다른 발신지로부터의 패킷을 나르는 데 관여하여 예제의 모든 패킷을 A로부터 X로 전송하는데 필요한 대역을 제공하지 못하는 시간이 있을 수 있기 때문이다. 이 방식은 따랏 전송된 데이터 패킷들이 패킷들 사이 간격도 일정하지 않고 순서대로 못적지에 도착하지 않게 만들 수도있다. 패킷은 더우이 자원이 부족한 상황이 되어 잃어버릴 수도 있다. 대부분 프로토콜에서는 데이터 그램 순서를 재정돈하거나 잃어버린 패킷을 다시 요청하는 것은 상위 계층의 책임이다.
데이터 그램 망은 종종 비연결형 망이라고 부른다. 비연결형이라는 용어는 교환기가 연결 상태에 대한 정보를 유지하지 않는다는 것을 말한다. 설정 단계나 해제 단계도 없다. 각 패킷은 교환기에 의해 발신지나 목적지에 무관하게 동일하게 취급된다.
데이터그램 망의 라우팅 표
경로 표
설정 단계나 해제단계가 없다면 데이터그램 망에서는 패킷이 어떻게 전달되는 것일까?
각 교환기(패킷 교환기)는 목적지 주소에 기반을 두는 경로 표를 가지고 있다. 경로 표는 동적으로 변하며 주기적으로 수정된다. 목적지 주소들과 그에 상응하는 출력 포트가 표에 기록된다. 이는 표의 각 내용이 설정단계에서 만들어져서 해제 단계에서 사라지는 회선 교환 망의 경로 표와는 다르다.
목적지 주소
데이터그램 망의 헤더에 있는 목적지 주소는 패킷이 전송되는 내내 일정하게 유지된다.
효율
데이터 그램마으이 효울은 회선 교환 망보다 좋은데, 전송해야 할 패킷이 있을 때만 자우너을 할당하기 떄문이다. 발신지에서 패ㅣㅅ을 보내고 다음 패킷을 보낼 때까지 몇 분의 지연이 생긴다면 그 기간 동안 자원을 다른 발신지로부터의 패킷에 할당할 수있는 것이다.
지연
데이터 그램망은 가상 회선망보다 지연이길 수 있다. 설정과 해제 단계가 없지만 각 패킷은 전송되기 전에 교환기에서 대기해야 할지도 모른다. 더욱이 한 메시지의 모든 패킷이 반드시 같은 경로를 따라 전송되지 ㅇ낳으므로 메시지의 패킷마다 지연이 균일하지 않다.
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위에서는 패킷이 2개의 교환기를 거쳐 움직인다. 3개의 전송시간, 3개의 전파 지연 및 2개의 대기 시간이 연루된다. 각 교환기에서의처리 시간은무시한다.
Total delay = 전송시간 + 전파지연 시간 + 대기시간
가상-회선망
회선 교환 망과 데이터 그램망을 섞은 것 같은 것. 양자의 특성을 모두 가지고 잇음
회선 교환 망처럼 데이터 전송 단계에 추가하여 설정 및 해제 단계가 있다.
회선 교환처럼 자원이 설정 단계에서 할당될 수도 있고필요에 따라 할당될수도 있다.
데이터그램 망처럼 데이터는 패킷에 담겨져 전송되며 각 패킷은 헤더에 주소를 담는다. 그러나 헤더의 주소는 최종 종단 대 종단 주소가 아니라 지역 주소이다.
회선 교환처럼 연결이 설정되고 나면 모든 패킷은 같은 경로를 따라 전송된다.
가상 회선 마은 보통 데이터 링크 층에서 구현되는데 반면에 회선 교환 망은 물리층에서 구현되고 데이터그램 망은 네트워크층에서 구현된다.
가상 회선 망
주소 지정
가상회선 망에서는 두 종류이 주소가 관련되는데 그 하나는 전역 주소이고 다른 하나는 지역(가상-회선 식별자)주소 이다.
전역 주소
발신지 또는 목적지는 전역 주소가 필요하다. 이 주소는 네트워크 전체 또는 네트워크가 국제적인 규모라면 국제적인 주소가 되어야 한다. 그러나 가상 회선 망에서는 전역 주소는 가상회선 식별자를 ㅐㅇ성할 때에만 사용된다.
가상회선 식별자(VCI)
전역 주소와는 달리 교환기에서만 사용하는 작은 숫자일 뿐이다. 이 식별자는 2개의 교환기 사이에서 교환되는 프레임에 사용된다. 교환기에 프레임이 도달할 때 프레임은 VCI를 가지고 있다. 교환기를 프레임이 떠날 때는 다른 VCI를 갖게 된다.
가상 회선 식별자
세 단계
회선 교환 망에서처럼 발신지와 목적지는 가상 회선 망에서 설정, 데이터 전송, 해제의 세 단계를 거쳐야 한다. 설정 단계에서는 발신지와 목적지는 전역 주소를 사용하여 도중의 교환기들이 해당 연결에 필요한 연결 표를 만들도록 한다. 해제 단계에서는 발신지와 목적지는 교환기들에게 해당 내용을 표에서 삭제토록 통보한다. 데이터전송은 이 두 단계 사이에서 일어난다. 먼저 이해하기 편리한 데이터 전송 단계를 설명하고 설정 및 해제 단계를 설명하자.
데이터 전송 단계
발신지에서 목적지로 데이터를 전송하기 위해서는 도중의 모든 교환기들이 해당가상회선의 대용을 표에 가지고 있어야한다. 이 표는 기본적으로 간단하게 4개의 열로 되어있다. 곧 교환기는 이미 생성된 각 가상 회선 ㅂㄹ로 네 가지 정보를 가지게 된다는 것을 말한다. 뒤에 교환기가 어떻게이 표를 만드는지 보겠지ㅏㅁㄴ 일단 교환기들은 모든 진행 중인 가상회선ㅇ 대해이 표를 가지고 있다고 가정한다.
가상 회선 망의 교환기와 표
어떤 프레임의 VCI가 14이고 1번 포트를 통해 들어오는 것을 보여준다. 프레임이 도달하면 겨환기는 표로부터 포트 1번 VCI 14번을 찾아 프레임의 VCI를 22로 바꾸어 3번 포트로 내보낸다.
설정 단계
설정단계에서는 교환기는 가상회선에 대한 내용을 생성한다. 예를 들면 발신지 A가 B까지 가상회선을 설정해야 한다고 하자. 설정요청과 응답의 두 단계가 필요하다.
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설정 요청
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a. 발신지 A는 1번 교환기에 설정 프레임을 보낸다.
b. 1번 교환기는 설정 요청 프레임을 받는다. 교환기는 A로부터 B로 가는 프레임이 3번 포트를 통해 간다는 것을 알고 있다. 설정 단계에서 교환기는 패킷 교환기처럼 작동한다. 즉 교환표와는 다른 경로 표를가지고 있다. 교환기는 이 가상회선에 대한 항목을 교환 표에 집어넣지만 오직 세 열만 채워 넣는다. 교환기는 입력 포트(1)를 지정하고, 가용 입력 VCI(14)를 선택하며, 출력 포트(3)를 설정한다. 아직 출력 VCI 값은 모르는데 응답 단계에서 알게 된다. 이후 2번 교환기는 3번 포트를 통해 프레임을 보낸다.
c. 2번 교환기는 설정 요청 프레임을 접수한다. 동일한 일들이 교환기에서 일어나서 표의 세 열이 채워지는데 예의 경우에는 입력포트(1), 입력 VCI(66), 출력 포트(2)가 되었다.
d. 3번 교환기가 설정 요청프레임을 접수한다. 다시금 표의 세 열이 채워지는데 입력 포트(2), 입력 VCI(22), 출력 포트(3)이다.
e. 목적지 B는 설정 요청 프레임을 접수하여 만일 A로부터의 프레임을 받을 준비가 되어 있따면 A로부터 입력되는 프레임들에 VCI를 지정한다.예에서는 77이다. 이 VCI로 하여금 목적지는 이 식별자를 갖는 프레임은 A로부터 오는 것이지 다른 곳으로부터 오지 않는다는것을 알게 해준다.
확인 응답
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확인 응답 프레임이라고 부르는 특별 프레임이 교환기의 표 내용을 완성한다.
a. 목적지는 3번 교환기에 응답 프레임을 보낸다. 응답은 발신지와 목적지의 전역 주소를 담고 있어서 교환기는 표의 어떤 내용이 채워져야 하는지를 알게 된다. 프레임은 물론 목적지에 의해 발신지로부터 오는 프레임에 지정한 VCI 77도 담고 있다. 3번 교혼기는 이 VCI를 사용하여 표의 출력 VCI를 완성한다. 77은 목적지 B에 대해서는 입력 VCI이지만 3번 교환기에 대해서는 출력 VCI인 것에 유의하라.
b. 3번 교환기는 2번 교환기에게 앞 단계에서 선택된 입력 VCI를 포함한 응답을 보낸다. 2번 교환기는 이 VCI를 자기의 표의 출력 VCI 에 채워 넣는다.
c. 2번 교환기가 전 단계에서 선택된 VCI 값을 포함한 응답을 1번 교환기에게 보낸다. 1번 교환긴ㄴ 이것을 출력 VCI로 표에 넣는다.
d. 끝으로 1번 교환기는 앞 단계에서 선택된 VCI를 포함한 응답을 발신지 A에게 보낸다.
e. 발신지는 이 VCI를 목적지 B로 보내는 프레임들에 대한 출력 VCI로 표에 넣는다.
해제 단계
이 단계에서는 모든 프레임을 B에 보낸 후에 발신지 A가 해제요구라고 불리는특별 프레임을 보낸다. 목적지 B는 해제 확인 프레임으로 응답한다. 모든 교환기들은 해당 항목을 표에서 지운다.
효율
앞에서 논의한 것처럼 가상-회선 망에서 자원 예약은 설정 단계에서 행해지거나 데이터전송 단계에서 요구될 수 있다. 앞의 경우에는 각 패킷의 지연은 동일하지만 뒤의 경우에는 각 패킷은 서로 다른 지연을 가질 수 있다. 자원 할당이 요구되는 경우라도 가상 회선 망은 큰 이점이 있다. 발신지는 실제로 예약하기 전에 자원 가용도를 확인할 수 있다.
가상회선 망에서 동일한 발신지와 목적지에 속한 모든 패킷은 동일한 경로를 거치지만 패킷들은 자원할당이 요구되로 되더라도 서로 다른 지연을 가지고 목적지에 도착할 수 있다.
가상-회선 망에서 지연
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가상 회선 망에서 설정을 위해 한 차례의 지연이 있고 해제를 위해 또 한 차례의 지연이 있다. 설정 한계에서 자원이 할당된다면 각 패킷은 기다리는 시간이 없다.
Total delay = 전송시간 + 전파지연 및 데이터 전송시간 + 설정시간 + 패제시간
WAN에서 회선 교환 기술
교환형 WAN에서 데이터 링크층의 교환은 일반적으로 가상회선 기술을 이용하여 구현되어 있다.
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