컴퓨터 네트워크 교환 방식

교환 방식

회선 교환 방식(Circuit switching)
대표적인 예로 전화망
송신자와 수신자가 결정되면 그 사이의 여러 통신회선 중에서 적당한 경로를 설정
설정된 경로의 집합 = 회선
1. 목적지로 전송 전에 회로 설정. 2. 정해진 경로로 데이터 통신
이 회선은 독립적으로 사용하며 데이터 전송이 끝나서 회선이 해제될 때까지 다른 컴퓨터가 이 회선을 사용할 수 없다.
데이터 전송 중이 아니여도 회선 해제가 되지 않으면 사용이 불가능하기 때문에 회선의 이용률이 낮다.
또한 회선 설정 시간이 필요하다.
하지만 독립적이라 주변 트래픽에 영향을 받지 않으며 대량의 데이터를 고속 전송할 수 있다. 다시 경로를 설정할 필요 없기 때문에 음성 같은 실시간 데이터를 전송하기에 용이하다.

패킷교환 방식(Packet switching)
패킷 단위 독립적 전송. 대표적인 예로 인터넷
*패킷 : 네트워크에서 사용하는 전송의 기본 단위, 일정한 크기를 가지며 전송하는 데이터와 목적지의 주소, 패킷의 순서, 제어 정보 등이 담겨 있다.
전송하려는 데이터를 패킷으로 분할하여 각각 독립적으로 서로 다른 전송경로를 통해 전송되어 보낸 순서와ㅑ 도착 순서가 다르게 도착하며 목적지에서 재결합해야한다. 효율성과 이용률이 높다.
회선 교환 방식에서는 한번 설정된 경로를 독립적으로 사용하지만 패킷교환 방식은 고정된 경로를 설정하지 않으므로 동일한 경로를 다른 목적지로 가는 여러 패킷들이 공유하고 있다.

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네트워크 분류

​LAN (Local Area Network)
근거리(컴퓨터와 주변기기 연결) 네트워크
비교적 가까운 거리. 하나의 조직에 관리하는 지역, 한 회사의 건물, 공장, 대학 캠퍼스 등.
두세 대 만으로도 하나의 LAN 구성이 가능하며, 수천도 가능하다.
한 조직에서 여러대의 컴퓨터를 이용하여 작업하면서 서로 정보를 교환하고 공유할 필요가 있을 때 LAN으로 연결한다.
컴퓨터, 하드웨어, 소프트웨어, 데이터베이스 등 자원을 공유한다.

* 특징 : 좁은 구간 네트워크 (상대적). 전송 지연이 적고, 품질 높은 통신 회선을 사용해서 통신 품질이 우수하다. 전송 시 오류가 적고 전송속도가 빠르다. 주변 장치 연결과 확장이 용이하다.
* 표준 :
- 이더넷(ethernet) 1976년 Xerox사 개발 DEC, 인텔 표준화.
IEEE 802.3 표준안 채택 10Mbps, CSMA/CD 알고리즘
10 BASE-2, 10 BASE-T
- 고속 이더넷 1990년대 기존 이더넷 확장개발, 100Mbps. 100 BASE-T 기존 표준 이더넷에서 NIC 개선
- 기가비트 이더넷 1Gbps. 기존 방식 사용해서 호환성 높음.
- FDDI(Fiber Distributed Data Interface) 미국 표준화 협회와 ITU-T에 의해 표준화. 전송매체 광섬유 사용하여 많은 대역폭과 빠른 전송이 필요한 백본망에서 사용

MAN(Matropolition Area Network)
LAN보다 넓은 범위 네트워크. 하나의 마을, 도시를 연결한다. 통신 사업자가 관리하고 제공한다. 전화 사업자들이 SMDS 서비스를 제공.
* SMDS : Switched Metropolition Data Services.
WAN(Wide Area Network)
하나의 국가나 국가와 국가를 연결. 대표적으로 인터넷.
LAN이 연결 가능 범위가 제한적인 반면에 WAN은 광섬유, 전용선, 위성 등을 통해 전 세계로 연결되어있음.
MAN과 마찬가지로 통신 사업자가 서비스 제공하고 사용 비용을 지불해야함.
LAN에 비해 비싸고 느림.

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네트워크 방법
ISDN(Integrated Service Digital Network) 종합 정보 통신망.
1980년대 중반 음성 전화, 데이터통신, 화상 통신 등 다양한 통신 서비스를 통합하여 하나의 통신망으로 제공.
이전보다 넓은 대역폭으로 전화를 끊지 않고도 컴퓨터 통신이 가능하다.
63Kbp ~ 144Kbp로 느리다. 현대의 대용량 데이터를 고속 전송하기 힘들다.
B-ISDN : 이를 해결하기 위해 기존 ISDN 위에 만들어진 광대역 디지털 통신망.

ATM(Asynchronous Transfer Mode)
ATM 포럼이 설계. ITU-T가 채택한 '셀 릴레이' 형태 전송 방식.
B-ISDN을 구축하는 데 사용되는 전반기술 53바이트의 셀이 기본단위.
셀 : 53바이트 (48바이트 단위로 쪼개진 데이터 + 정보를 가지는 헤더 5바이트)
가상회선을 통하여 전송하는 전송 및 교환 기술. 교환 노드에서 단위 시간에 보내는 셀의 수를 조절하여 전송 대역폭 조절이 가능하다. (저속/고속 전송) 유연한 네트워크.
사용자의 정보와 제어 정보를 통합하여 서비스 제공한다. 문자, 음성, 영상, 신호, 제어 정보 

xDSL(x-Digital Subscriber Line)
세계 각국의 기간망 광대역화.
등장 배경 : 고속화 노력 과정에서 전화국과 가입자를 연결하는 가입자망은 오래 전에 구축되어 있고 모든 가입자망을 바꾸는 것은 엄청난 비용과 시간이 소모된다.
기존에 깔려있는 전화선의 가입자망을 이용하여 보다 적은 비용으로 고속의 네트워크를 구축하려는 기술
-> xDSL
제한된 거리에서 기존의 전화망 이용. 주파수 대역 모뎀 통해 데이터 고속 전송.

ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)
1989년 미국의 벨코어가 VOD의 상용 서비스를 위해 개발.
등장 배경 : 하향 전송(downstream)에서는 광대역이 필요하지만 상향 전송에서는 좁은 대역 통신으로도 충분하다.
비대칭적 가입자망으로 고안.
기존의 전화선에 10:1 차이. 기존 시설을 이용하여 비용이 저렴하지만 전화국과의 거리와 전화선 노후로 인해 속도가 저하된다.

HDSL(High bit-rate Digital Subscriber Line)
ADSL과 달리 대칭적 전송. 2쌍의 전화선을 통해 고속 통신한다.
T1(1,544Mbps)의 경우에는 2쌍의 전화선으로 784Kbps의 전이중 통신(full duplex)

VDSL(Very high bit-rate Digital Subscriber Line)
ADSL과 유사한 비대칭형 가입자망이지만 훨씬 높은 속도.
짧은 거리에서 높은 전송속도를 내서 거리가 멀어지면 속도 저하됨.

BWLL(Broadband Wireless Local Loop) 광대역 고정 무선 가입자망
기지국과 가입자 장치 사이는 무선, 가입자 장치와 가입자 컴퓨터 사이는 유선 통신.
하향 2GHz, 상향 500MHz
통신망 이용과 구축이 쉽고, 유지보수 저렴하다.
ADSL 서비스 제공이 어려운 중소규모 아파트에 설치된다.