컴퓨터 네트워크 #2
목차
- 회선교환의 3가지 단계
- 교환 노드의 구조
- 회선 교환의 2가지 방법
- 회선교환의 장단점
회선교환이란 두 스테이션 간 데이터를 전송/수신 할떄 ‘전용회선’ 을 설정해놓는 방식이다.
스테이션은 네트워크에 접속된 종단장치를 말한다. (ex. pc , 전화, 우리집 컴퓨터 등)
회선교환의 3단계
회선설정
두 스테이션 간의 회선이 설정되는 단계이다.
스테이션A가 노드1 에게 연결을 요구 → 노드 1은 여러가지 경우 (비용, 지연, 척도…) 를 따져서경로배정(routing)→ .. →스테이션E가 수신가능 한지 판단 → 연결데이터 전송 데이터가 스테이션 A에서 노드들을 거쳐 스테이션 E로 전송되는 과정이다.
이 때 연결은
전이중 방식으로 동작한다.전이중 방식 : 송수신이 동시에 되는 방식 ex. 전화
반이중 방식 : 송수신 중 하나만 되는 방식 ex. 무전기
회선 해제 스테이션 A와 E의 연결 해제 , 연결 해제 과정에서 신호가 노드들에게 전달되어야 한다.
이 때, 연결 경로(회선설정)는 데이터 전송이 시작되기 전에 이루어진다.
따라서 경로상의 노드들은 (1)
채널용량(channel capacity)이 예약되어야 하고, (2)노드는 연결을 처리하기 위한 내부 교환능력을 가져야 한다. (3)교환기(switch)는 이러한 할당과 네트워크 경로 구성을 하는 능력이 있어야 한다 .
교환 노드의 구조
교환 노드는 3가지로 구성되어 있다.
- 제어장치 (control unit)
- 연결 설정 : 요청을 처리, 수신, 목적지가 자유로운 지 확인, 경로구성
- 연결 유지 : 연결을 유지하는 것
- 연결 종료 : 송신/수신 스테이션에 요청 혹은 자신의 이유로 요청을 끊을 수 있어야 한다.
- 네트워크 인터페이스 (network interface)
- 디지털 장치들을 네트워크에 연결하는데 필요한 기능+하드웨어 탑재
- 기능에 따라서 아날로그 ↔ 디지털 변환 가능
- TDM 신호 운반 ( TDM 은 데이터 통신에서 )
- 다중노드 네드워크를 구성하기 위한 링크 제공
- 디지털 교환기
- 접속된 장치들 간에 투명한 신호경로 제공
- 전이중 전송을 허용
투명 (transparent ) : 직접 연결된것 처럼 보임
투명한 경로의 제공 투명한 경로의 제공이란 사용중인 경로는 이동할 수 없다는 것을 의미한다. 따라서 스테이션A에서 E로 가는 모든 경로들이 사용중이면, 그 둘은 연결될 수 없다. 이것처럼 두 스테이션을 연결할 수 없으면 차단(blocking) 네트워크 라고 한다. 이와 반대로 모든 스테이션이 한번에 연결될 수 있다으면 비차단(non-blocking) 네트워크라고 한다.
회선교환 기법
공간분할 교환
신호경로들이 물리적(공간적)으로 분리되어 있다. 따라서 연결을 하기 위해서는 교환기를 통해 두 스테이션 사이의 신호전달에만 사용되는 전용 경로를 만들어야 한다.
교환기에는 1단 크로스바 교환기, 다단 크로스바 교환기를 이용한다.
1단 크로스바 교환기에서는 입력이 n개 , 출력이 n개라면, 총
n*n개의 교차점을 갖는다.(좌표평면)따라서 최소 스테이션 수의 제곱만큼 교차점이 생기므로, 비용이 증가한다. 또한 한 교차점이 망가지면 그 점에서 교차하는 장치들은 서로 연결이 불가능하다.
극복하기 위해 다단(3단) 크로스바 교환기를 사용한다.
3단 크로스바 교환기는 1단에서 입력을 받고 2단의 중간 교환기를 거쳐 3단 교환기에서 출력을 한다.
이 때 교환기가 비차단이 되려면 2단 크로스바의 개수가
2n-1개가 되어야 한다.시분할 교환
시분할 교환에는
타임슬롯교환(TSI - Time Slot Interchange)와 시간다중화 교환(TMS - Time Multiplexed Switching)이 있다.타임슬롯교환(TSI)
N개의 장치의 입력선 → 동기 시분할 다중화기를 거치면 → N개의 슬롯의
TDM스트림이 된다.(데이터 통신 영역)TSI는 이런 N개의 슬롯의 데이터를 저장 → 역다중화 → 출력하는 역할을 한다.즉,
TSI는TDM데이터를 교환(=전송/수신)하는 효율적인 장치이다.하지만 모든 슬롯을 저장하고
역다중화하는 과정에서 지연이 일어나고, 채널 수가 매우 많은 경우, 지연이 커지게 된다.시간다중화 교환(TMS) = TSI + 공간분할
복수개의 TSI 장치를 사용해 전체 트래픽의 일부를 운반한다.
2개의 다른 TDM스트림을 연결하기 위해서 공간분할 교환 또한 사용한다.
즉, TSI 장치들을 서로 공간분할 교환방식으로 연결해 많은 TDM 스트림들을 효율적으로 처리하는 방법이다.
솔직히 TMS 방식은 정확히 이해하지는 못했다…
소프트 교환기(최근 경향 교환기) 기존 교환기에서는 호 처리제어와 회선교환 회로가 통합되어 있다. ( HW + SW ) 소프트 교환기에서는 HW 기능과 SW 기능을 서로 다른 곳에서 실행된다. 가격이 저렴하고, 효율이 좋다
회선교환의 특성, 장단점
- 전용 회선을 가진다. 이 회선은 연결이 끊기기 전까지 유지되고, 다른 스테이션들은 이용할 수 없다.
- 회선이 전용이기 때문에,
이용률이 높은 통신(전화)에 강점을 보이고,일정한 신호 전송률을 가진다. - 반대로 이용률이 낮은 데이터 전송에는 효율이 떨어진다.
- 아날로그에 적합하고, 디지털에는 비효율적이다.
- 지연 변이가 없고, 물리적 연결이다.
투명한(Transparent) 경로제공(= 직접 연결된 것 처럼 보인다.)- 차단 네트워크이고, 전이중 방식이다.(전이중 : 송수신이 동시에 가능)
- 공간분할 방식의 경우, 교차점 이용도와 확장성이 낮고, 고장나면 연결이 불가능하다. 또한 비용이 비싸다.
- TSI 의 경우 슬롯의 개수 N개에 지연이 비례한다.