전송과 교환 이란 무엇인가?

네트워크 데이터 전송 방식

네트워크의 전송과 교환은 네트워크를 구성할 때 중요하게 볼 수 있는 요소 중에 하나입니다. 

어떤 전송과 교환 방식을 선택하냐에 따라서 데이터 교환의 속도를 중요시할 수도 있고 아니면 신뢰성을 우선으로 둘 수도 있습니다.  그리고 당연하게도 정석적인 네트워크 구성이 존재합니다. 이러한 구성이 존재하는 이유는 네트워크를 구성할 수 있는 자원의 한계 최적의 전송형태를 가지기 위해서입니다. 

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네트워크 전송과 교환의 차이

 

먼저 형태를 알기 전에 전송과 교환의 차이부터 살펴봅시다

 

교환 : 송신자가 수신자에게 데이터를 전달할 때 경로가  둘 이상일 경우 어느 방향으로 데이터를 전달할지 선택하는 기능

 

전송 : 물리적으로 일대일로 연결된 두 시스템 간의 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하기 위한 것

 

인터넷에 검색하면 보통 이런 식으로 나올 겁니다. 

 

네트워크를 처음 공부하는 사람은 이게 무슨 의미인지 알기 어려울 겁니다. 아주 간단하게 설명하면 

 

교환은 더 빠른 길을 탐색하는 것이고 전송은 신뢰성 있게 데이터를 전달하겠다는 것으로 인식하시면 됩니다.

 

즉 네트워크는 전송과 교환을 통해서 데이터를 주고받는다라고 생각하시면 됩니다.

 

물리적으로 일대일인 경우에는 전송만 생각하면 되겠지만  서로 다른 지역에 위치한 서버나 클라이언트가 통신하기 위해서는 교환이 먼저 이루어지고 그리고 전송을 한다고 생각하시면 됩니다.

 

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데이터 교환의 종류

 

교환은 크게 두 종류로 나누어집니다.

 

1.  회선교환 

  

송수신 장치에서 데이터를 전송할 때마다 통신경로를 설정해서 데이터를 교환하는 방식

 

대표적으로 공간분할방식과 시분할방식이 존재

 

2. 패킷 교환방식

 

일정한 데이터를 패킷이라는 블록의 형태로 만들어서 수신 측 주소에 따라서 적당한 경로를 설정 후 전달하는 방식

전달하고자 하는 데이터를 일정한 크기로 쪼개서 블록으로 만들고 송수신 주소를 붙여서 전달

 

 

이걸 좀 더 간단하게 설명하면 아래와 같습니다.

 

회선 교환 방식 

•  데이터가 전송되기 전에 송신 측과 수신 측에 회선을 설정하고 해당된 회선을 통해서 데이터를 전송
• 통신할 때마다 새로운 경로를 설정
• 회선이 단절되기 전까지는 다른 사람이나 장치가 끼어들 수 없음
• 송신 측과 수신 측 양쪽 모두 데이터 교환준비가 되지 않으면 통신 불가능
• 접속되어 있는 동안 회선이 독점되기 때문에 회선 이용률이 떨어짐
• 대표적으로 휴대폰을 이용한 전화망

패킷 교환방식

• 데이터를 전송할 때 고정된 경로가 없고 네트워크 트래픽 상태에 따라서 통신이 이루어짐
• 여러 사용자가 동시에 사용이 가능해서 경제성이 좋음
• 패킷 단위로 전송하기 때문에 에러발생 시 복구가 쉬움
• 데이터 우회 기능이 있기 때문에 신뢰성이 매우 높음
• 데이터 단위 길이에 제한이 있음

 

두 가지 교환 방식을 비교하면 다음과 같습니다.

특성	회선 교환	패킷교환
대역폭	고정된 대역폭 전송	동적인 대역폭을 가짐
대화식 사용	대화식이 가능할 정도로 전송속도 빠름	대화식이 가능할 정도로 빠름
메세지 저장	저장 안됨 (저장을 원하면 추가적 장치 필요)	데이터 도착까지 저장가능
전송경로	독점적인 전송로	패킷마다 전송로가 다를수 있음
전송에 문제 발생시	Busy 신호를 보냄	문제 발생시 송신자에게 알림
속도와 코드 변환	보통 없음	속도와 코드변환 있음
오버해드 비트	호출 후에는 오버해드 비트 없음	각 패킷마다 오버해드 비트 있음

 

 

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데이터 전송방식의 종류

 

데이터 전송방식은 3가지로 구분됩니다.

 

1. 방향에 따른 구분

2. 직렬 전송과 병렬전송

3. 동기 전송과 비동기 전송

 

 

방향에 따른 구분

 

McGraw-Hill Education의 Data Communications and Networking, 5th Edition By Behrouz .A Forouzan 을 참고

 

 

1. 단방향 통신 ( Simplex Mode)

• 한쪽 방향으로만 데이터 전송 가능
• 송신자와 수신자가 명확하게 구분되어 있음 
• 대표적으로 키보드와 모니터 

2. 반이중 통신 ( Half Duplex)

• 양쪽 방향으로 데이터 전송이 가능
• 각각 송신과 수신이 가능하나 동시에는 불가능 (한쪽이 송신 중이면 다른 쪽은 송신 불가, 수신은 가능)
• 대표적으로 무전기

3. 전이중 방식 ( Full Duplex)

• 양쪽 방향으로 데이터 전송 및 수신 가능
• 각각의 링크가 물리적으로 분리된 전송통로를 가지고 있거나 또는 회선의 용량을 반으로 나누어서 사용
• 대표적으로 휴대폰이나 web 

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직렬 전송과 병렬전송

 

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Serial_communication

 

직렬 전송 

• bit by bit 단위로 데이터를 전송 즉 데이터가 고유한 속도를 가지고 한 번에 8bit씩 전송
• 안정적이고 신뢰성이 높음
• 전송속도 (Transmission rate)가 낮음 

 

병렬 전송

• 1byte 단위 ( 8bit)로 전송이 이루어짐 도착한 시간에 따라서 데이터를 재조립해서 확인 
• 여러 개의 bit를 동시에 전송할 수 있어서 직렬보다 빠름
• 근거리 통신에 적합
• 여러 개의 회선이 필요
• 장거리 송신 시 통신선을 좋은 것을 사용해야 함 

 

 

 

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동기식 전송과 비동기식 전송

 

 

 동기식 전송 ( Synchronous Serial transmission ) 

동기식 직렬 전송이라고 하기도 하며 추가 비트 없이 data가 수많은 byte로 구성된 프레임의 형태로 전송

 

  비동기식 전송 (Asynchronous Serial Transmission)

비동기식 직렬 전송이라고 하기도 하며 모든 byte에 추가 bit를 붙여 수신자에게 새로운 데이터를 전송했음을 알림

 

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