데이터 교환 방식 (서킷 스위칭 & 패킷 스위칭)

1. 인터넷은 구리 선, 광섬유 등의 커뮤니케이션 링크와 라우터, 링크 레이어 스위치 등의 패킷 스위치로 구성된 인프라 기반 위에, TCP/IP 프로토콜 스위트를 사용해 데이터를 빠짐없이 알맞은 수신자에게 전송할 수 있다고 알아봤어요. 이번 포스팅에서는 좀 더 자세히 두 가지 데이터 교환 방식, 서킷 스위칭과 패킷 스위칭에 대해 알아봐요. 💪

2. 서킷 스위칭(회선 교환) 방식은 각 엔드 시스템끼리 하나의 전용선을 할당받아 데이터를 주고받는 방식이에요. 특정 커뮤니케이션 링크와 패킷 스위치를 할당받아 독립적인 통신 연결을 수립하는 것이죠. 전용선을 통해 연속적인 데이터를 주고받기에 데이터 통신 속도와 성능이 일정해요.

3. 서킷 스위칭의 예시로는 전화 수가 있던 초창기 전화 시스템이에요. 통신을 위해 직접 회선을 할당해주는 과정이 필요했던 것이죠! 이렇게 통신하는 서킷 스위칭에는 단점이 있어요. 연결이 수립되면 필요 없는 순간에도 회선을 할당해두기에 대역폭의 낭비로 이어진다는 점이에요. 가령 전화가 연결되어 있지만 아무런 말도 하지 않고 있는 상황이라면, 회선이 독점되어 낭비되고 있단 걸 알 수 있죠. 

4. 패킷 스위칭은 "정해진 패킷 스위치와 커뮤니케이션 링크로 통신해야 한다"는 전용선의 개념이 없이, 전송하려는 데이터를 패킷으로 잘게 나눠 네트워크망에 뿌려줘요. 패킷은 각기 다른 라우터로 전송되는데요. 이를 전송받은 라우터는 패킷을 목적지에 가까운 라우터로 전송해줘요. 

5. 라우터는 패킷의 목적지를 어떻게 알았을까요? 바로 패킷의 헤더에 작성된 목적지 IP 주소를 통해 알아낸 것이에요. 목적지 IP 주소에 가까운 라우터로 패킷을 전송하는 것이죠. 그렇다면 라우터는 목적지 IP에 가까운 다음 라우터를 어떻게 알았을까요? 이는 라우터에 forwarding table이 있어 가능해요. 이는 추후에 더 알아볼게요. 😊

6. 라우터는 다양한 커뮤니케이션 링크와 연결되어 있어요. 커뮤니케이션 링크의 패킷 전송에도 한도가 존재하니, 커뮤니케이션 링크에 따른 출력 버퍼가 존재해요. 이미 많은 패킷들이 커뮤니케이션 링크를 통해 전송 중이라면, 출력 버퍼에서 다음으로 전송될 패킷들이 기다리는 것이죠. 하지만 출력 버퍼마저 꽉 차면 어떻게 될까요? 이는 패킷이 유실되는 결과로 이어질 수 있어요. 이를 어떻게 네트워크가 처리하는지도 앞으로 같이 알아봅시다. 

7. 현대 통신망에서 서킷 스위칭과 패킷 스위칭 둘 다 쓰여요. 다만 패킷 스위칭이 더 선호도가 높아요. 대역폭과 같은 네트워크 자원을 서킷 스위칭보다 경제적으로 사용하기 때문이죠.