- 스위칭이란 무엇입니까?
- 회로 스위칭
- 회로 스위칭 통신의 3 상
- 회로 스위칭의 장점
- 회로 스위칭의 단점
- 패킷 스위칭
- VC 기반 패킷 스위칭
- 데이터 그램 기반 패킷 스위칭
- 패킷 교환의 장점
- 패킷 스위칭의 단점
- 회로 스위칭과 패킷 스위칭의 차이점
스위칭이란 무엇입니까?
현대 사회에서 우리는 인터넷이나 전화 연결을 통해 모든 사람과 연결되어 있습니다. 이 거대한 네트워크에서 전화를 걸거나 웹 사이트에 액세스하면 데이터가 한 네트워크에서 다른 네트워크로 전송됩니다. 간단한 웹 페이지에 액세스하더라도 원하는 데이터를 제공하기 위해 많은 컴퓨터 (서버)에 액세스합니다. 폐쇄 된 네트워크 내부에 있든 대규모 네트워크 세그먼트에 있든 스위칭 은 서로 다른 네트워크 또는 서로 다른 컴퓨터간에 정보를 교환하는 가장 중요한 메커니즘입니다. 스위칭은 데이터 또는 디지털 정보를 끝점까지 네트워크로 보내는 방법입니다.
인터넷에서 모든 유형의 회로 관련 정보를 검색하거나 전자 제품의 취미 프로젝트를 찾고 있다고 가정하거나 circuitdigest.com을 열어 전자에 대한 특정 기사를 찾는 경우 컴퓨터 네트워크 뒤에서 많은 데이터 이동이 발생합니다. 이러한 움직임은 다양한 네트워크 접합에서 다양한 스위칭 기술을 사용하는 네트워크 스위치에 의해 지시됩니다.
데이터 유형에 따라 장점과 단점이있는 다양한 유형의 스위칭 기술을 사용합니다. 세 가지 유형의 스위칭 기술을 사용할 수 있습니다: 회로 스위칭, 패킷 스위칭 및 메시지 스위칭. 회로 및 패킷 스위칭은이 세 가지 중에서 가장 많이 사용됩니다.
회로 스위칭
회로 스위칭 은 데이터 전송을 시작하기 전에 네트워크 내의 두 스테이션간에 종단 간 경로가 생성되는 스위칭 방법입니다.
회로 스위칭에는 회로 설정, 데이터 전송 및 회로 분리의 세 단계가 있습니다.
회로 전환 방식은 고정 된 데이터 속도를 가지며 두 가입자 모두이 고정 속도로 작동해야합니다. 회로 스위칭은 두 개의 개별 발신자와 수신자 사이에 전용 물리적 연결이 설정 되는 가장 간단한 데이터 통신 방법입니다. 이러한 전용 연결을 만들기 위해 스위치 집합이 물리적 링크로 연결됩니다.
아래 이미지에서 왼쪽에있는 세 대의 컴퓨터는 네 개의 회로 스위처에 따라 물리적 링크가있는 오른쪽에있는 세 대의 데스크톱 PC와 연결되어 있습니다. 회로 스위칭을 사용하지 않는 경우 많은 수의 전용 라인이 필요한 지점 간 연결로 연결해야하므로 연결 비용이 증가 할뿐만 아니라 시스템의 복잡성도 증가합니다.
회로 전환의 경우 라우팅 결정은 라우팅 경로가 네트워크에 설정 될 때 이루어집니다. 전용 라우팅 경로가 설정된 후 데이터는 수신자 대상으로 지속적으로 제출됩니다. 연결은 대화가 끝날 때까지 유지됩니다.
회로 스위칭 통신의 3 상
회로 스위칭의 시작에서 끝까지 통신은이 구성을 사용하여 수행됩니다.
설정 단계 동안 회로 스위칭 네트워크에서 송신자와 수신자 사이에 전용 라우팅 또는 연결 경로가 설정됩니다. 이 기간에 종단 간 주소 지정은 소스 주소와 같이 두 개의 물리적 장치 사이에 연결을 생성해야합니다. 회로 전환은 물리 계층에서 발생합니다.
데이터 전송 은 설정 단계가 완료된 후 물리적 전용 경로가 설정된 경우에만 발생합니다. 이 단계에는 주소 지정 방법이 포함되지 않습니다. 스위치는 시간 슬롯 (TDM) 또는 점유 대역 (FDM)을 사용하여 데이터를 송신자에서 수신자로 라우팅합니다. 한 가지는 데이터 전송이 연속적이며 데이터 전송에 침묵 기간이있을 수 있다는 점을 명심해야합니다. 모든 내부 연결은 이중 형태로 이루어집니다.
최종 회로 연결 해제 단계 에서 네트워크의 가입자, 발신자 또는 수신자 중 하나가 경로 연결을 해제해야하는 경우 연결 해제 신호가 모든 관련 스위치에 전송되어 리소스를 해제하고 연결을 끊습니다. 이 단계는 회로 스위칭 방법에서 Teardown 단계 라고도 합니다.
회로 스위치는 입력 링크와 출력 링크 사이에 임시 연결을 만듭니다. 여러 입력 및 출력 라인에서 사용할 수있는 다양한 유형의 스위치가 있습니다.
일반적으로 회선 전환은 전화선에 사용됩니다.
회로 스위칭의 장점
회로 스위칭 방법은 특정 경우에 큰 이점을 제공합니다. 장점은 다음과 같습니다.
- 연결이 전용 물리적 연결 또는 회로를 사용하여 설정되기 때문에 데이터 속도는 고정 및 전용입니다.
- 관련된 전용 전송 라우팅 경로가 있기 때문에 장기간 연속 전송에 적합합니다.
- 데이터 전송 지연은 무시할 수 있습니다. 스위치에는 대기 시간이 없습니다. 따라서 데이터는 전송시 사전 지연없이 전송됩니다. 이것은 확실히 회로 스위칭 방법의 긍정적 인 장점입니다.
회로 스위칭의 단점
장점 외에도 회로 스위칭에는 몇 가지 단점이 있습니다.
- 통신 채널의 사용 가능 여부에 관계없이 전용 채널을 다른 데이터 전송에 사용할 수 없습니다.
- 더 많은 대역폭이 필요하며 연속 전송은 침묵 기간이있을 때 대역폭 낭비를 제공합니다.
- 시스템 리소스를 활용할 때 매우 비효율적입니다. 전체 대화에 할당되므로 다른 연결에 리소스를 사용할 수 없습니다.
- 발신자와 수신자 사이의 물리적 링크를 설정하는 데는 엄청난 시간이 걸립니다.
패킷 스위칭
패킷 교환 은 데이터를 가변 길이의 작은 조각으로 분할 한 다음 네트워크 회선으로 전송하는 데이터 전송 방법입니다. 깨진 데이터 조각을 패킷 이라고 합니다. 끊어진 데이터 또는 패킷을 수신 한 후 모두 대상에서 리 어셈블되어 완전한 파일을 만듭니다. 이 방법으로 인해 데이터는 빠르고 효율적인 방식으로 전송됩니다. 이 방식에서는 회로 전환 방식처럼 사전 설정이나 자원 예약이 필요하지 않습니다.
이 방법은 저장 및 전달 기술을 사용합니다. 따라서 각 홉은 먼저 패킷을 저장 한 다음 패킷을 다음 호스트 대상으로 전달합니다. 각 패킷에는 제어 정보, 소스 주소 및 대상 주소가 포함됩니다. 이로 인해 패킷은 기존 네트워크의 모든 경로를 사용할 수 있습니다.
VC 기반 패킷 스위칭
VC 기반 패키지 스위칭은 송신자와 수신자간에 논리적 경로 또는 가상 회로 연결이 수행되는 패킷 스위칭 모드입니다. VC는 Virtual Circuit을 나타냅니다. 이 패킷 스위칭 작동 모드에서는 미리 정의 된 경로가 생성되고 모든 패킷은 미리 정의 된 경로를 따릅니다. 논리적 연결에 관련된 모든 라우터 또는 스위치에는 가상 연결을 고유하게 식별하기 위해 고유 한 가상 회로 ID가 제공됩니다. 또한 갖는 위상 하향 같은 회로 스위칭에 사용 된 삼상 프로토콜 설정 단계, 데이터 전송 단계와 눈물.
위 이미지 에서 4 대의 PC가 4 개의 스위치 네트워크에 연결되어 있고 데이터 흐름은 가상 회로 모드에서 패킷 스위칭이됩니다. 보시다시피 스위치는 서로 연결되어 있으며 서로 통신 경로를 공유합니다. 이제 가상 회로에서 미리 정의 된 경로를 설정해야합니다. PC1에서 PC 4로 데이터를 전송하려는 경우 경로는 SW1에서 SW2, SW3으로 이동 한 다음 마지막으로 PC4로 이동합니다. 이 경로는 미리 정의되어 있으며 모든 SW1, SW2, SW3에는 데이터 경로를 식별 할 수있는 고유 ID가 제공되므로 데이터는 경로에 의해 바인딩되며 다른 경로를 선택할 수 없습니다.
데이터 그램 기반 패킷 스위칭
데이터 그램 스위칭은 VC 기반 패킷 스위칭 기술과 완전히 다릅니다. 데이터 그램 전환에서 경로는 데이터에 따라 다릅니다. 패킷에는 소스 주소, 대상 주소 및 포트 ID 등과 같은 필요한 모든 정보가 있습니다. 따라서 비 연결형 데이터 그램 기반 패킷 전환 모드에서는 각 패킷이 독립적으로 처리됩니다. 그들은 다른 경로를 선택할 수 있으며 데이터가 네트워크 내부에서 전송 될 때 라우팅 결정이 동적으로 이루어집니다. 따라서 목적지에서 패킷은 순서에 관계없이 또는 임의의 순서로 수신 될 수 있으며 미리 정의 된 경로가 없으며 보장 된 패킷 전달이 불가능합니다. 보장 된 패킷 수신을 보호하려면 추가 최종 시스템 프로토콜을 구성해야합니다.
이 패킷 스위칭 모드에서는 설정, 전송 및 분해 단계가 필요하지 않습니다.
위의 이미지에서 다시 4 대의 컴퓨터가 연결되어 있고 PC1에서 PC4로 데이터를 전송합니다. 데이터에는 1과 2로 레이블이 지정된 두 개의 패킷이 포함되어 있습니다. 보시다시피 데이터 그램 모드에서 패킷 1은 SW1- SW4-SW3 경로를 따르도록 선택했지만 패킷 2는 SW1- SW5- SW3의 경로 경로를 선택하고 마침내 PC4에 도달했습니다. 패킷은 지연 시간과 데이터 그램 패킷 교환 네트워크의 다른 경로에 대한 혼잡에 따라 다른 경로를 선택할 수 있습니다.
패킷 교환의 장점
패킷 스위칭은 회로 스위칭에 비해 이점을 제공합니다. Packet Switching Network는 Circuit Switching 방식의 단점을 극복하기 위해 설계되었습니다.
- 대역폭 측면에서 효율적입니다.
- 전송 지연이 최소입니다.
- 누락 된 패킷은 대상에서 감지 할 수 있습니다.
- 비용 효율적인 구현.
- 네트워크에서 사용중인 경로 또는 링크 고장이 감지 될 때 안정적입니다. 패킷은 다른 링크를 통해 전송되거나 다른 경로를 사용할 수 있습니다.
패킷 스위칭의 단점
패킷 스위칭에도 몇 가지 단점이 있습니다.
- 패킷 교환은 패킷을 하나씩 전송하기 위해 특별한 순서를 따르지 않습니다.
- 대용량 데이터 전송시 패킷 누락이 발생합니다.
- 각 패킷은 시퀀스 번호, 수신자 및 발신자 주소 및 기타 정보로 인코딩되어야합니다.
- 패킷이 여러 경로를 따를 수 있으므로 라우팅은 노드에서 복잡합니다.
- 어떤 이유로 리 라우팅이 발생하면 패킷 수신 지연이 증가합니다.
회로 스위칭과 패킷 스위칭의 차이점
우리는 이미 회로 스위칭과 패킷 스위칭의 차이점에 대한 아이디어를 얻었습니다. 더 나은 이해를 위해 표 형식의 차이점을 살펴 보겠습니다.
차이점 |
회로 전환 |
패킷 스위칭 |
단계 참여 |
회로 스위칭에서는 전체 대화를 위해 3 상 설정이 필요합니다. 연결 설정, 데이터 전송, 연결 해제 |
Packet Switching의 경우 데이터를 직접 전송할 수 있습니다. |
목적지 주소 |
전체 경로 주소는 소스에서 제공합니다. |
각 데이터 패킷은 최종 대상 주소 만 알고 있으며 라우팅 경로는 라우터 결정에 따라 다릅니다. |
데이터 처리 |
데이터 처리는 소스 시스템에서 발생합니다. |
데이터 처리는 노드 및 소스 시스템에서 발생합니다. |
데이터 단위 간의 균일 한 지연 |
균일 한 지연이 발생합니다. |
데이터 단위 간의 지연은 균일하지 않습니다. |
신뢰할 수 있음 |
회로 스위칭은 패킷 스위칭에 비해 더 안정적입니다. |
패킷 스위칭은 회로 스위칭에 비해 신뢰성이 떨어집니다. |
자원 낭비 |
회로 스위칭에서 리소스 낭비가 높습니다. |
리소스 낭비는 패킷 스위칭에서 적습니다. |
저장 및 전달 기법 |
저장 및 전달 기술을 사용하지 않습니다. |
저장 및 전달 기술을 사용합니다. |
충혈 |
정체는 연결 설정 시간에만 발생합니다. |
콘테스트는 데이터 전송 단계에서 발생할 수 있습니다. |
전송 데이터 |
소스는 데이터를 전송합니다. |
데이터 전송은 소스, 라우터에서 수행됩니다. |