13. 패킷 교환망

패킷 교환망은 보내고 싶은 문자, 부호 등을 패킷 형태로 보내는 방식으로 정보의 묶음인 패킷은 패킷 교환망을 사이에 두고 전송되며, 이때 직접 상대방의 단말기나 컴퓨터로 바로 보보내지는 것이 아니라 패킷 교환망 내의 패킷 교환기에 일시적으로 축적되었다가 패킷 교환기가 가장 신속하게 패킷을 전송할 수 있는 전송로나 한가한 전송로를 택해 패킷을 보내주는 방식의 교환망을 말한다.

 

 

그림 101. X.25 over TCP/IP

 

※ 패킷(PACKET)

Packet이란 많은 양의 정보를 일정한 크기로 잘라서 여러 묶음으로 만들어 전송하는 패킷 교환망에서 전송하는 정보의 꾸러미로서 하나의 패킷 각각에는 주소와 순서에 관한 정보가 들어있는 헤더(Header)를 포함해 하나의 패킷으로 한다.

 

(１) 패킷 교환망의 특징

1) 장점

① 정보를 패킷 단위로 전송한다.

② 부호가 다른 단말장치 사이의 통신이 가능하다.

③ 처리 속도가 다른 단말 장치 사이의 통신이 가능하다.

④ 축적 전송 기능에 의해 패킷 다중 전송이 가능하다.

⑤ 회선 이용효율이 좋다.

한 이용자가 패킷 전송이 휴지 순간에 다른 이용자의 데이터를 사이에 끼워서 중간 중간에 전송할 수 있다.

 

⑥ 전송량 제어와 전송속도 변환이 가능하다.

⑦ 선로 고장시 우회 경로를 이용하기 때문에 통신 서비스의 신뢰도가 높다.

⑧ 통신요금이 경제적이다.

거리에 따른 요금이 부과되지 않으므로 장거리 통신의 경우 특히 경제적이다.

 

2) 단점

① 대량의 데이터 전송시 시간이 소요된다.

② 패킷망을 이용해서 음성 통신에 장해를 준다.

 

 

 

(２) 패킷망 기술의 표준(CCITT 규정)

 

 

1) X.3

PAD가 문자형 비단말기를 제어하기 위해 사용되는 변수들에 대한 규정이다.

 

※    PAD(Packet Assembler Disassembler) : 단말기들간에 접속이 가능하도록 패킷을 분해, 조립하는 장치이다.

 

2) X.21

동기식 디지털 라인을 통한 시리얼 통신에 대한 ITU-T 표준으로써 X.21 프로토콜은 유럽과 일본에서 주로 사용된다.

 

3) X.21bis

X.25 네트어크에서 DCE와 DTE 사이의 통신을 위한 물리적 계층 프로토콜을 정의하는 ITU-T 표준. 사실상 EIA/TIA-232에 해당한다.

 

4) X.25

패킷망에서 패킷형 단말기를 위한 DTE와 DCE 사이의 접속 규정이다.

 

5) X.28

문자형 비패킷 단말기와 PAD간에 주고 받는 명령과 응답에 대한 규정이다.

 

6) X.29

패킷형 단말기와 문자형 비패킷 단말기의 통신 규정이다.

 

7) X.75

패킷망 상호 간의 접속을 위한 신호 방식 규정

 

 

※ X.25 PLP : X.25 packet layer protocol

※ LAP-B (HDLC) : Link access protocol-balanced(high-level data link control)

 

 

 

 

(３) 패킷 교환망의 주요 기능

1) 호(call), Virtual Circuit 설정 및 해제

종단 호스트간 가상 회선을 설정, 해제한다.

 

2) 경로배정(Routing)

최적의 경로를 결정한다. 출발지에서 목적지까지 이용 가능한 전송로를 찾아본 후에 가장 효율적인 전송로를 선택하는 기능이다.

 

3) 다중화(Multiplexing)

하나의 전송 링크를 다수의 논리 채널로 다중화한다. 물리적으로는 한 개의 통신 회선을 사용하면서 패킷 마다 논리 채널(가상 회선) 번호를 붙여 동시에 다수의 상대 터미널과 통신을 수행하도록 하는 기능이다.

 

4) 에러제어(Error Control)

망내에서의 에러 발생을 감지하고 복구한다.

 

5) 흐름제어(Flow Control)

네크워크 내의 원활한 흐름을 위해 패킷의 전송량이나 속도를 제어하여 수신 버퍼의 범람(Overflow)를 방지한다.

 

6) 혼잡제어(Congestion Control)

패킷망내에 전달되는 패킷 수를 적절히 제어함으로써 과도한 패킷 지연을 방지한다. 혼잡제어는 네트워크 내의 모든 단말 장치들의 패킷 수를 제어한다.

 

7) 논리 채널

송∙수신측 단말기 사이에서 논리 채널(가상 회선)을 설정하는 기능이다.

 

8) 교착상태(Dead Lock) 방지

교환기 내에 패킷들을 축적하는 기억 공간이 꽉 차 있어서 다음 패킷들이 기억공간에 들어가기 위해 무한정 기다리는 현상을 말한다.

 

(４) 경로 설정(Routing)

1) 라우팅은 패킷을 전송하기 위해 송신측에서 목적지까지의 경로를 정하고, 정해진 경로를 따라 패킷을 전달하는 일련의 과정이다.

2) 라우터는 라우팅 기능을 수행하며 네트워크 계층 주소를 참조하여 가능한 한 여러 경로 중에서 최선의 경로를 결정하게 된다.

3) 라우팅 알고리즘은 관리자가 직접 라우팅 테이블을 설정하는 정적 라우팅 알고리즘과 네트워크 환경 변화에 능동적으로 대처 가능한 동적 라우팅 알고리즘으로 구분된다.

4) 경로 배정 요소

① 성능 기준

최소 비용 경로(Hop수, 지연, 처리율)

 

② 경로의 결정 시간

패킷단위, Session 단위

 

③ 경로의 결정 장소

각 노드, 중앙노드, 근원지 노드

 

④ 네트워크 상태 정보 사용

자신, 인접노드, 경로상의 노드, 모든 노드

 

⑤ 경로 정보의 갱신 시간

연속적, 주기적, 주요부하변화, Topology 변화

 

5) 경로 설정 프로토콜(Routing Protocol)

① IGP(내부 게이트웨어 프로토콜, Interior Gateway Protocol)

ü  하나의 자율 시스템(AS) 내의 라이팅에 사용되는 프로토콜이다.

ü  RIP(Routing Information Protocol): 현재 가장 널리 사용되는 라우팅 프로토콜이다.

ü  OSPF(Open Shortest Path First Protocol)

 

② EGP(외부 게이트웨이 프로토콜, Exterior Gateway Protocol)

자율 시스템(AS) 간의 라우팅, 즉 게이트웨이 간의 라우팅에 사용되는 프로토콜이다.

 

③ BGP(Border Gateway Protocol)

여러 자율 시스템(Autonomous System) 간에 라우팅 정보를 교환한다.

 

6) 경로 설정 알고리즘

① 범람 경로 제어(Flooding)

② 고정 경로 제어(착국 부호 방식, Static Routing)

③ 적응 경로 제어(Adaptive Routing)

 

④ 임의 경로 제어(Random Routing)