메세지 교환방식에 따른 네트워크 분류

이전 포스팅에서, 네트워크에서 노드와 노드 사이를 연결하는 엣지, 즉 유/무선 통신 매체를 통해 메시지를 주고받는다는 것을 살펴보았습니다. 그렇다면 노드들은 어떻게 메시지를 주고받을까요? 크게 두 가지 방식이 있습니다: 회선 교환 방식과 패킷 교환 방식입니다.

 

전화는 대표적으로 회선 교환 방식을 사용하며, 인터넷은 패킷 교환 방식을 사용하고 있습니다

 

 

회선 교환 방식 (circuit switching)

 

회선 교환 방식은 노드가 메시지를 전달하기 위해, 메시지 전송로인 회선을 설정하고 메시지를 주고받는 방식입니다. 이미 유/무선 매체로 이어져 있더라도, 회선 교환 방식에서는 실제 메시지 전송을 위해 별도의 전송로 설정 절차가 필요합니다. 이 절차가 완료되면 노드 간의 연결이 확립되어 메시지를 주고받을 수 있게 됩니다.

 

회선 교환 방식에서 경로를 설정하는 과정은 다음과 같습니다:

1. 전화를 걸면, 받는 상대 전화에 호출 신호를 보냅니다.
2. 이 호출 신호는 두 전화를 연결하기 위한 경로를 찾기 위해 네트워크를 통해 전송됩니다.
3. 연결하기 위한 경로를 찾습니다.
4. 경로를 찾으면, 해당 경로를 예약하고, 통화가 끝날 때까지 다른 통신이 이 경로를 사용하지 못하도록 막아둡니다. 이 경로는 독점적으로 사용됩니다.
5. 통화가 끝나면, 해제된 경로는 다시 다른 통신에 사용될 수 있습니다.

따라서 전화 통화를 하는 동안, 다른 사람이 전화를 걸어도 '통화 중입니다'라고 나오는 것은 해당 경로를 독점적으로 사용하기 때문입니다.

 

 

 

패킷 교환 방식 (packet switching)

패킷 교환 방식은 메시지를 패킷이라는 작은 단위로 쪼개어 전송하는 방식입니다. 회선 교환 방식은 독점적인 회선을 사용하므로 메시지를 주고받는 두 노드 외에는 사용할 수 없어 이용 효율이 낮다는 단점이 있습니다. 패킷 교환 방식은 이를 해결하기 위해, 모든 노드가 메시지를 작은 패킷 단위로 쪼개어 보냅니다. 여러 다양한 노드에서 보낸 패킷들이 공통의 회선을 사용하여 이용 효율을 높일 수 있습니다. 인터넷은 대부분 패킷 교환 방식을 사용합니다.

 

패킷 교환 방식의 특징은, 정해진 경로만으로 메시지를 송수신하지 않는다는 점입니다. 노드와 노드를 연결해주는 네트워크 장치 중 패킷 스위치가 수신지에 빠르게 도달할 수 있는 최적의 경로를 결정하여 보냅니다.

 

패킷 구조

패킷은 송/수신지 정보가 담긴 헤더(header)와 쪼갠 메시지가 담긴 페이로드(payload)로 구성됩니다.

때로는 부가 정보인 트레일러(trailer)가 붙는 경우도 있습니다.

 

유니캐스트와 브로드캐스트

패킷 헤더에는 송/수신지의 주소가 담겨 있습니다. 이 송/수신지 유형에 따라 다양한 방식으로 메시지를 보낼 수 있는데, 크게 유니캐스트 방식과 브로드캐스트 방식으로 나뉩니다.

유니캐스트는 하나의 수신지에 메시지를 전송하는 방식으로, 송/수신자가 일대일로 메시지를 주고받는 것을 의미합니다. 브로드캐스트는 자신을 제외한 네트워크 상의 모든 호스트에 메시지를 전송하는 방식으로, 전송되는 범위를 브로드캐스트 도메인이라고 합니다. 보통 네트워크 구역(LAN) 내에서만 이루어집니다.