3. 스위칭의 방법과 종류

1. 스위칭의 필요성

 여러 개의 장치가 있는 경우, 서로 데이터를 주고받게 하기 위해서는 선을 연결해야 한다. 이때 각 노드마다 모두 연결된다면 매우 복잡하고 비효율적인 구조가 된다.

 1. 즉, 장치가 많아질수록(네트워크의 크기가 커질수록) 링크가 많이 필요하여 비용이 증가하게 된다. 

 2. 링크의 대다수는 유효시간이 많아서 효율이 떨어진다.

이러한 문제를 해결하기 위해 각 노드의 중앙에 스위치라는 장치를 두어 스위치에 연결하는 행위를 스위칭이라 한다.

스위치들이 연결되어 큰 규모의 네트워크로 구성되는 것이고, 주로 네트워크의 내부 장치에 해당된다.

 

2. 스위칭 방식의 종류

1) 회선교환 (Circuit Switching) : 두 장치 사이에 물리적인(논리적인) 선을 연결하는 방식으로 전화망(PSTN)이 해당된다. (ex. 전화연결)

송신자와 수신자가 둘 사람 사이에 존재하는 모든 스위치를 점유하기 때문에 연결되어 있기만 하더라도 요금이 부과된다. 또한 연결을 설정하는데 시간이 소요되고, 그 후에는 지연시간이 없다. 때문에 데이터 전송량이 많을 때 유용하다.

 

2) 메시지 교환 (Message Switching) : 회선교환의 단점을 보완한 방식으로 실질적으로 메시지 단위로 할당하는 방식이다.

유후 링크는 다른 메시지 전송에 사용할 수 있어서 효율적이다. 하지만 보내는 데이터를 중간의 스위치 장치에서 해당 데이터량을 저장 후에 보내야 하기 때문에 저장할 공간을 가지고 있어야 한다.

 

3) 패킷 교환 (Packet Switching) : 메시지 교환의 단점을 보완한 방식을 메시지를 노드가 수용할 수 있는 일정 크기로 잘라서 보내는 방식이다. 이때 잘라지는 크기 단위를 패킷이라 한다. 하지만 잘라서 보내기 때문에 패킷의 순서를 유지시켜줘야 하는 부가적인 헤더가 필요하다.

트래픽의 특성이 집중적으로 한 번씩 소규모로 발송되는 경우는 회선 교환 방식이 지원하지 않지만 패킷 교환 방식은 소규모 발송도 가능하다. 또한 전송 속도도 다르게 하여 융통성 있게 통신할 수 있고, 링크에 문제가 발생해도 중간에 다른 링크를 선택할 수 있어 장애에 유리하다.

   - 데이터그램 방식 (Datagram approach) : 패킷이 서로 독립적으로 처리된다. 따라서 연결 설정 과정이 필요 없다. 그렇기 때문에 각 패킷마다 거쳐가는 노드 경로가 달라지게 되고, 도착하게 되는 패킷의 순서가 달라 데이터가 변하는 현상이 발생할 수 있다. (ex. 인터넷 프로토콜)

   - 가상 회선 방식 (Virtual circuit approach) : 데이터를 보내기 전에 연결 설정을 한다. 따라서 가상 회선을 따라서 앞뒤의 순서를 갖고 동일한 경로로 목적지에 도착하게 된다. 하지만 회선 교환과 다른 점은 중간의 노드를 공유할 수 있다는 것이다.

          * 교환가상회선 (SVC, Switched Virtual Circuit) : 전화연결 방식과 유사하다. 가상 회선이 필요할 때만 연결되는 것이다.

          * 영구가상회선 (PVC, Permanent Virtual Circuit) : 가상회선이 이미 연결 설정되어 있어 연결 설정이 필요 없다.