컴퓨터 네트워크 학습 교환 기술

2024-11-18 11:09:11   0  보고서

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이 마인드맵은 '컴퓨터 네트워크 학습 교환 기술'에 관한 내용을 다룹니다. 컴퓨터 네트워크에서 사용되는 다양한 교환 기술을 설명하며, 회로 교환, 저장 전달, 패킷 교환, 그룹 교환, 가상회선 등 여러 방법의 특징과 장단점을 분석합니다. 회로 교환은 연결 지향적이며, 실시간성이 뛰어나지만 데이터 전송 효율이 낮다는 단점이 있습니다. 저장 전달은 데이터 처리 기능이 복잡하지만, 채널의 활용도를 높여줍니다. 패킷 교환과 그룹 교환은 데이터 전송의 효율성과 내결함성을 강조하며, 가상회선은 두 방식의 장점을 결합하여 대량 데이터 전송에 적합합니다. 이러한 교환 기술은 효율적인 데이터 통신을 위한 핵심 요소로 작용합니다.

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개요/내용

회로 교환

특징

N 대의 전화기가 서로 연결되며, N(N – 1)/2 쌍의 전선이 필요합니다.
회선 교환은 항상 연결 지향입니다.
회선 교환의 세 단계: 연결 설정, 통신, 연결 해제

특징: 회로 교환으로 컴퓨터 데이터 전송 효율이 낮음

컴퓨터 데이터는 발생성 특성을 가짐
연결 설정 시간이 길어, 이로 인해 통신 회선의 활용도가 낮아짐, 활용도는 종종 10% 이하, 심지어 1%까지 낮아짐
연결 설정 후,전송 지연이 적고, 실시간성이 좋음임
오류 수정 기능이 없음
캐시 기능이 없음
스위치 장비가 간단함

저장 전달

독점적으로 사용하는 물리적 연결을 설치하지 않고, 송출할 데이터를 노드 기기에 저장하여 채널이 비어 있을 때 동적으로 데이터 전송 채널을 설치하고, 우선 순위에 따라 데이터를 송출합니다. 교환 노드는 복잡한 데이터 처리 기능(데이터 저장, 오류 검사, 데이터 유형 변환, 데이터 전송 속도 변환 등)을 가진 통신 제어 처리기입니다. 저장 시간이 충분하면 채널의 비어 있는 상태와 바쁜 상태를 균일화할 수 있으므로 채널과 전송 장치의 용량을 압축할 수 있습니다. 이 교환 방식은 데이터 통신에 적합합니다.

장점

여러 그룹이 통신 채널을 공유할 수 있으며, 회선 활용률이 높아
통신 제어 처리기가 경로 선택 기능을 갖추고 있어 패킷 그룹이 통신 서브넷의 최적 경로를 동적으로 선택할 수 있습니다
통신량을 부드럽게 하여 시스템 효율을 향상시킬 수 있습니다
전송 오류를 줄일 수 있어 시스템 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다
통신 제어 처리기를 통해 다양한 통신 속도의 회선을 변환하고 다양한 데이터 코드 형식을 변환할 수 있습니다
발생성 전송에 적합하여 효율이 높습니다

단점
잡음 정보(원본 IP, 목적지 IP, 순서) 추가

패킷 교환

데이터를 송신하는 길이가 몇 바이트인지 상관없이 논리적 단위로 취급하고, 목적지 주소, 출발지 주소, 제어 정보를 포함하여 정해진 형식에 맞춰 패킷으로 보내는 것을 말합니다. 이 패킷을 메시지라고 하며, 이 저장 전달 교환 방식을 메시지 교환이라고 합니다.

단점

메시지 크기가 다양하여 저장 관리가 복잡하다
큰 메시지는 저장 전달 지연이 길어지고, 작은 메시지는 대기 시간이 길어진다
오류 발생 시 전체 메시지가 재전송된다
메시지 교환은 실시간 통신과 상호 작용 통신의 요구를 지원하기 어렵다

그룹 교환

한 번에 전송할 데이터의 최대 길이를 제한합니다. 데이터 전송 길이가 정해진 최대 길이를 초과하면 전송 노드가 여러 메시지로 나누고, 주소, 번호 등의 헤더를 추가하여 그룹 전송합니다.
데이터 전송 전에 끝까지의 경로를 설정하지 않으므로 "연결 없음"입니다.
강력한 오류 수정 기능, 트래픽 제어 및 경로 선택 기능을 갖추고 있습니다.

교환/패킷 교환/패킷 교환/데이터그램

장점

전송 노드에 대한 저장 요구 사항이 낮고, 메모리를 사용하여 패킷을 버퍼링할 수 있습니다 - 속도가 빠릅니다
전송 지연 시간이 짧습니다 - 상호 작용 통신에 적합합니다
특정 패킷이 오류가 발생하면 오류가 발생한 패킷만 재전송할 수 있습니다 - 효율이 높습니다
각 패킷은 다른 경로로 전송할 수 있습니다 - 내결함성이 좋습니다

단점

지연 문제: 패킷이 라우터에서 저장 전달할 때 큐에 대기해야 하므로 지연이 발생합니다.
오류 문제: 같은 패킷의 다른 패킷들은 다른 통신 서브넷을 통해 다른 경로를 통해 목적지 노드에 도달할 수 있으므로 목적지 노드에 도착할 때 순서가 뒤섞이거나 중복되거나 손실될 수 있습니다.
각 패킷은 전송 과정에서 목적지 주소와 원본 주소를 항상 포함해야 하며, 각 패킷에 필요한 제어 정보도 발생하는 오버헤드가 있습니다.
긴 패킷 통신에 적합하지 않습니다. 패킷 교환은 회선 교환과 같이 통신 시 필요한 모든 리소스를 보장하기 위해 연결을 설정하지 않으므로 끝부터 끝까지 필요한 대역폭을 보장할 수 없습니다. 지연이 있으며, 발생 통신에 적합하지만 긴 패킷, 대화형 통신에는 적합하지 않습니다.

그룹 교환 구현의 핵심: 그룹 길이 선택
그룹이 더 작을수록, 중복량(그룹 내의 제어 정보 등)이 전체 그룹에서 차지하는 비율이 더 크게 되어, 사용자 데이터 전송 효율에 영향을 미칩니다.
그룹이 더 클수록, 데이터 전송 오류의 확률도 더 높아지고, 재전송 횟수가 증가하여 사용자 데이터 전송 효율에 영향을 미칩니다.
그룹 길이는 전송을 지원하는 회선 품질에 따라 결정됩니다. 더 좋은 회선 품질과 더 높은 전송 속도를 지원하는 경우, 그룹 길이는 약간 증가할 수 있습니다.
동일한 네트워크에서는 그룹 길이가 같지만, 다른 네트워크에서는 그렇지 않을 수 있습니다.

가상회선

특징

증거 회선 설정과 해제 과정이 있습니다. 각 패킷 전송 전에 보낸 사람과 수신 사람 사이에 논리 연결을 설정해야 합니다. 이는 실제로 물리 링크를 설정할 필요가 없기 때문에 보낸 사람과 수신 사람을 연결하는 물리 링크가 이미 존재합니다.
한 통신의 모든 패킷은 이 가상 회선을 통해 순서대로 전송되므로 메시지 패킷 목적지 주소, 출발지 주소 등의 보조 정보를 붙이지 않아도 됩니다
데이터 블록에는 적은 수의 주소 정보 (LC 번호)만 포함되어 있으므로 데이터 블록이 목적지 노드에 도착할 때 손실, 중복 및 순서 뒤바뀌는 현상이 발생하지 않습니다
패킷이 가상 회선의 각 노드를 통과할 때 노드 오류 검사만 수행하고 경로 선택을 하지 않습니다
통신 서브넷의 각 노드는 어떤 노드와도 여러 가상 회선 연결을 설정할 수 있습니다.
만약 가상 회선의 어떤 노드나 선로에 장애가 발생하면 가상 회선 전송이 불가능합니다.
가상 회선 방식은 사이트 간에 대량의 데이터 전송에 적합합니다.

가상회선과 회선교환 비교
가상회선은 데이터 그룹 전송 시 설정된 논리적 연결입니다. '가상회선'이라는 이름은 이 회선이 전용적이지 않기 때문입니다.
각 노드에서 다른 노드로 무수히 많은 가상회선이 있을 수 있습니다.
한 노드는 동시에 여러 노드와 가상회선을 가질 수 있습니다.
각 가상회선은 특정 두 노드 사이의 데이터 전송을 지원합니다.
가상회선 방식은 패킷 교환과 회선 교환의 두 가지 방법의 장점을 모두 가지고 있기 때문에 컴퓨터 네트워크에서 널리 사용되고 있습니다.
모두 세 가지 작업 단계가 있으며 동일한 경로로 전송됩니다.