회선 교환(Circuit Switching) VS 패킷 교환(Packet Switching)

목차

1. 회선 교환(Circuit Switching)
2. 패킷 교환(Packet Switching)
3. 비교 및 결론

회선 교환(Circuit Switching)

회선 교환

회선 교환은 통신의 시작에서 끝까지 통신을 위한 경로와 자원을 사전할당/독점하는 방식을 의미한다. 대표적인 예로 전화가 있다. 만약 우리가 누군가와 통화를 하게 된다면, 그 사람과 나는 1:1로 연결을 하게 되며 중간에 어떤 누구라도 침범할 수 없게 된다. 

이와 같이 회선 교환은 시작과 끝이 명시적으로 구분되어 정해진 루트대로 움직이는 방식이고, 연결이 끊길 때까지 같은 경로를 사용해서 꾸준히 정보를 보내는 방식이다. 

• 신호 프로토콜을 이용하여 경로가 먼저 예약(사전할당)됩니다. 
• 해당 세션의 모든 데이터는 동일한 회선을 통과합니다.
• 시작부터 끝까지 선로자원을 점유한다.
• Circuit 초기화 비용이 높다. 
• 과금은 시간당 부과된다.
• 속도와 성능이 일정하다.

회선 교환은 하나의 회선을 독점하지만, 회선 안의 대역폭은 나누어 쓸 수 있는데 이 대역폭을 나누는 두 가지 방법이 존재한다.

 

• FDM

FDM은 할당된 대역폭을 여러 개로 나누는 방식이다. 이 방식은 공간을 지정하여 나누기 때문에 서로간의 대역폭을 침범하지 않는다. 예를 들어 집안에 여러명이 살고 있지만 각자의 공간에서만 살고 있는 것으로 이해하면 된다.

• TDM

TDM은 시간단위로 분할하는 방식이다. 대역폭을 한 사람이 독점하지 않고 여러 명이 시간에 따라 나누게 된다. 집안에 여러명이 살고 있지만 서로간의 정해진 시간에 정해진 공간을 사용할 수 있게 하는 것으로 이해하면 된다.

 

패킷 교환(Packet Switching)

패킷 교환

패킷 교환은 패킷이라는 작은 단위로 데이터를 전송하는 방식이다. 소스 및 대상 노드에 대한 신호/어드레싱 정보를 포함하는 작은 헤더가 데이터에 추가되어 패킷을 형성한다. 각 패킷은 중간 데이터 스위치에 의해 sender에서 receiver로 라우팅된다. 

예를들어, 데이터와 주소가 담긴 편지(패킷)을 배달하는 방식이라고 보면 쉽다.

• 시작과 끝이 모호하다. 
• 패킷당 부하가 있다. 
• 초기화 비용이 낮다.
• 과금은 패킷당, 데이터량에 따라 부가된다.
• 회로 예약이 없기 때문에 여러 연결이 회로를 사용할 수 있어 효율적이다.

 

• store and forward

패킷은 다음 링크로 전송하기 전에 일단 버퍼에 저장을 한 뒤 전달하는 store and forward 방식을 따른다.

이러한 과정에서 패킷은 다음 라우터로 이동하기 위해 큐에서 대기(queueing)하는데 이 때 수용할 수 있는 큐의 범위를 초과하게 되면 데이터를 버리는 데이터손실(loss)이 발생하게 된다. 이때문에 패킷 교환방식은 부하로 인해서 전체 품질이 떨어지는 상황이 발생할 수 있다.

 

비교

	회선 교환(Circuit Switching)	패킷 교환(Packet Switching)
방식	FDM, TDM	store and forward
회로	독점	공유
지연	적음	상대적으로 있음
회선	전화선	인터넷선

성능을 비교하기 위해 100 Kbps가 사용중이라고 가정한다면, Circuit switching의 경우, 10명의 사용자만이 수용 가능하다.

하지만 Packet swithing의 경우, 10명 이상의 더 많은 사용자를 수용할 수 있다. (더 효율적)

 

 

참고

회선 교환(Circuit Switching)과 패킷 교환(Packet Switching)

 

네트워크 전달방식 비교 (Packet switching, Circuit switching)