5과목 데이터통신 강사 이 민 욱

데이터 교환방식 1. 전용 회선과 교환 회선 (1) 전용 회선과 교환 회선의 비교 (2) 교환 기술의 분류 ① 회선 교환   (2) 교환 기술의 분류 ① 회선 교환    ․공간 분할 교환 방식    ․시간 분할 교환 방식 ② 축척 교환    ․메시지 교환 방식  ․패킷 교환 방식(가상 회선 교환 방식, 데이터그램 교환 방식) 전용회선 교환회선 회선 독점 사용비용이 비싸다. 업무적용이 쉽다. 정액제(비용 고정) 데이터양이 많을 때 유리 전송속도가 빠르다. 전송 품질이 좋다. 경로 선택 필요 없다. 통신 범위가 좁다. 보안이 좋다. 회선 공유 사용 비용이 저렴하다. 업무적용이 어렵다. 종량제(비용 가변) 데이터양이 적을 때 유리 전송속도가 느리다. 전송 품질이 나쁘다. 경로 선택 필요 하다. 통신 범위가 넓다. 보안이 취약하다.

(3) 교환 기술의 성능 비교 요소 ① 전파 지연(propagation delay) 시간 : 신호가 한 교환기에서 다음 교환기로 도달하는 걸리는 시간 ② 전송(transport) 시간 : 데이터가 출발지에서 목적지까지 도달할 때까지 걸리는 시간 ③ 노드 지연(node delay) 시간 : 축적 교환망에서 데이터가 다음 경로를 배정 받아 전달될 때까지 축적 교환기에 대기하는 시간 ④ 데이터 처리율(data processing rate) : 정해진 시간 동안에 데이터를 교환시키는 양의 비율 (4) 회선 교환 방식(Circuit Switching) 일반적으로 사용하는 전화 교환 방식으로 생각할 수 있다. 교환기 내부에 존재하는 회로들을 연결 작업을 통해 수신 측(상대편)에게 데이터를 전송하게 된다. ① 특징    ․기억장치를 사용하지 않는다.    ․전송에 필요한 시간을 고려할 때 전송 시간이 가장 긴 방식이다.    ․코드와 속도가 다른 단말기 간에는 통신이 불가능하다.    ․전체 경로가 미리 확보되어야 한다.    ․연결만 되면 실시간 통신이 가능하다.    ․통신 회선을 독점하므로 통신 비용이 비싸다.    ․동일한 물리적 경로를 따른다. ② 시간 분할 교환 방식(TDS : Time Division Switch)    ․TDM 버스 교환        ․시간 슬롯 상호 교환        ․시간 다중화 교환

(5) 축적 교환 방식(Store and forward Switching) 전달되는 데이터가 축적 교환기 일시적으로 저장된 후 전달되기 때문에 저장 시에 데이터의 변환(트랜잭션)을 시킬 수 있다. 이러한 데이터 변환 기능은 기종이 다른 어떠한 통신 장비와도 통신이 가능한 인터넷을 가능하다. ① 특징    ․기억장치를 사용한다.    ․호출자와 피호출자와 동시에 운영 상태에 있지 않아도 된다.    ․데이터 전송 량이 폭주하는 혼란을 피할 수 있다.    ․같은 내용의 메시지를 여러 곳에 전송할 수 있다.    ․데이터의 손실을 막기 위하여 부가적인 내용(번호, 날짜, 시간...)을 추가할 수 있다.    ․코드와 속도가 다른 단말기간에도 통신이 가능하다.    ․통신 회선을 공유할 수 있기 때문에 통신 비용이 저렴하다. ② 메시지 교환(Message Switching, 전문 교환) 방식    ․교환 방식 중 전송 지연 시간이 가장 길다.    ․응답 시간이 느려 대화형 데이터 전송을 위해서는 부적절하다.    ․수신 측이 준비가 안 된 경우에도 지연 후 전송이 가능하다.    ․전송 코드와 속도가 다른 단말기끼리도 교환이 가능하다.

③ 패킷 교환(Packet Switching) 방식 통신 회선의 효율적인 사용을 위하여 전송할 전체 데이터를 일정한 크기로 나누어 전송하는 방식이다. 패킷 전송은 이 기종 간의 통신이 가능하며 패킷을 순서적으로 재조립하는 기술이 필요하다.       ④ 패킷 교환망의 주요 기능    ․패킷 다중화 : 패킷들이 하나의 경로를 공유할 수 있도록 한다. (패킷망의 가장 중요한 기능)    ․논리 채널 : 논리 채널은 개체 간에 가상 회선 교환 채널이나 데이터그램 교환 채널을 설정한다.    ․경로 선택 제어 : 최적의 경로를 설정한다.    ․순서 제어 : 패킷이 서로 다른 경로를 통하면 패킷의 전송 순서와 다르게 도착할 수 있으므로 순서적으로 조립되도록 한다.    ․트래픽 제어 : 흐름 제어, 체증 제어, 교착 상태 회피, 룩업 상태 해결 등을 지원한다.    ․오류 제어 : 패킷의 오류를 제거한다든지 패킷을 삭제한다.      ․부가 서비스

⑤ 패킷 망 기술의 표준(CCITT 규정)    ․X.28 : 문자형 비패킷 단말기와 PAD간에 주고받는 명령과 응답에 대한 규정    ․X.3 : PAD가 문자형 비단말기를 제어하기 위해 사용되는 변수들에 대한 규정    ․X.25 : 패킷 망에서 패킷형 단말기를 위한 DTE와 DCE 사이의 접속 규정    ․X.29 : 패킷형 단말기와 문자형 비패킷 단말기의 통신 규정    ․X.75 : 패킷 망 상호간의 접속을 위한 신호 방식을 규정 ⑥ X.25 프로토콜 패킷 교환 3단계    ․호 설정(Call Setup) : 호 요구, 호 연결    ․데이터 전송(Data Transfer) : 데이터, 인터럽트, 흐름(체증)제어, 오류 제어    ․호 제거(Call Cleaning) : 호 제거 요청, 호 제거 확인 (6) 패킷 교환 방식의 데이터그램 교환(Datagram Circuit) 방식 패킷에 독립성을 부여하여 중간 노드에 문제가 발생하여도 우회하여 목적지에 도착할 수 있는 방식 (7) 패킷 교환 방식의 가상 회선(Virtual Circuit) 교환 방식 패킷을 전송하기 전에 미리 가상적인 경로(초기 설정 필요)를 확보하여 전송하는 방식

■ 데이터그램 패킷 방식과 가상 회선 패킷 방식의 비교         (8) 데이터 그램과 가상 회선의  외부망 및 내부망 동작 ① 외부 가상 회선, 내부 가상 회선 :  패킷 외부의 경로를 확보하고 내부 경로도 확보하여 전송하는 방법 ② 외부 데이터그램, 내부 데이터 그램 : 패킷 외부의 경로를 확보하지 않고 내부 경로도 확보하지 않고 전송하는 방법 ③ 외부 가상회선, 내부 데이터 그램 : 패킷 외부의 경로를 확보하고 내부 경로는 확보하지 않고 전송하는 방법 ④ 외부 데이터그램, 내부 가상 회선(※의미 없는 방식이다) :  패킷 외부의 경로를 확보하지 않고 내부 경로는 확보하고 전송하는 방법  데이터그램 패킷 방식  가상 회선 패킷 방식 경로를 확보하지 않는다. 북미식이다. 독립적이다. 초기설정이 필요하지 않지 않는다. 오류 발생시 컴퓨터에서 삭제처리 패킷의 순서는 바뀐다. 체증유발이 적다. 경로를 확보한다. 유럽식이다. 종속적이다. 초기설정이 필요하다. 오류 발생시 서브넷에서 지원한다. 패킷의 순서는 바뀌지 않는다. 체증 유발이 많다.

3. 경로 선택(Routing) (1) 경로 선택의 정의 데이터 패킷을 출발지에서 목적지까지 이용 가능한 전송로를 찾아본 후에 가장 효율적인 전송로를 선택하는 기술이다. (2) 경로 선택 요소 ① 성능 기준 : 홉(hop)수의 최소화, 최저 비용 경로, 최고의 처리율, 지연의 최소화 ② 결정 시간 : 데이터그램 방식, 가상회선 방식 ③ 결정 장소 : 분산식, 집중식 ④ 네트워크 정보 발생지 : 네트워크 형태, 트래픽 양 ⑤ 경로 배정 전략 : 고정형, 범람형, 적응형 ⑥ 적응 경로 배정 갱신 시간 : 연속적, 주기적 (3) 경로 선택 프로토콜 ① RIP : 인터네트 라우팅 프로토콜 ② ERP : 외부 라우팅 프로토콜, RIP의 확장 프로토콜 ③ EGP : 외부 게이트웨이 프로토콜, 라우팅 정보 교환 협력 프로토콜 ④ BGP : AS(자율 시스템)의 네트워크 내에서 게이트웨이 호스트들 간에 라우팅 정보를 교환하기 위한 프로토콜

(4) 경로 선택(배정) 전략 ① 고정경로선택(착국 부호 방식) : 각 교환기마다 접속하려는 상대방에 미리 붙여둔 번호를 해석해서 진행 경로를 선정하는 방식 ② 범람경로선택(플러딩) : 입력된 경로를 제외하고 모든 경로에 패킷의 복사본이 전송되는 방법으로 신뢰성과 최단 경로가 보장, 체증 증가 감안 ③ 적응적경로선택 : 중간 노드의 체증이나 교착 상태 등의 변화에 대한 정보를 얻어 능동적으로 경로를 선택하는 동적인 방식 4. 트래픽 제어(Traffic Control) (1) 흐름 제어(Flow Control) 패킷 교환 방식에서 통신망 내의 트래픽 제어의 원활한 흐름을 위해 네트워크 내의 노드(컴퓨터 혹은 교환기)와 노드 사이에 전송하는 패킷의 양이나 속도를 규제하는 기술이다. ① Choke Packet : 수신 측에서 송신 측에 전송하는 전송 지연 신호로 송신 측의 데이터 전송 속도를 조절하는 방법 ② 슬라이딩 윈도우(Sliding window)    송신 측에서는 수신 측으로부터 전송할 프레임의 개수(윈도우 크기)를 미리 지정 받는다. 프레임의 개수가 증가하거나 감소하게 되는데 수신 측으로부터 이전에 송신한 프레임에 대한 긍정적인 응답이 왔을 때만 프레임의 개수가 증가하게 된다.

(2) 체증 제어(Congestion Control) 네트워크 상에 패킷 수를 조절하는 기술로 네트워크 상에 각 노드들의 패킷 수신 버퍼를 한계점 이하로 사용하도록 조절한다. (3) 교착 상태(Dead-Lock) 노드 간에 패킷을 기억할 수 있는 버퍼나 디스크의 용량이 넘쳐 패킷을 전송할 수 없는 상태로 흐름 제어가 실패하면 체증이 유발되고 패킷의 흐름이 정지되는 상태