network edge, switching

이재영·2024년 8월 6일

복습할겸.. 네트워크의 큰 틀과 구조 등을 설명해보려한다
설명에 앞서 본인은 아래 사진을 통해 네트워크의 구조의 큰그림을 이해하는데 도움이 되었다

네트워크의 구조

network edge

어플리케이션, 웹 서버, 호스트 등의 end system이다
흔히 사용하는 스마트폰, PC, 회사의 서버라고 쉽게 생각하면 된다
여기선 필요시 링크에 연결하여 서버로부터 정보를 가져온다

access network

network edge에는 컴퓨터 뿐만이 아니라, end system 끼리의 연결을 해주는 라우터들이 존재하는데, end system과 다른 end system을 사이의 경로상에 있는 첫번째 라우터(edge router) 에 연결하는 네트워크 (= access network )이 존재한다. 이해하기 쉽게 PC에 랜선을 꼽아 네트워크에 접속하는 것을 예로 들 수 있다

이러한 access network를 연결시켜주는 다리 역할을 하는 라우터들의 집합을 core network 라고 한다.
(core network에는 라우터들만 존재함!)

network core

라우터들의 집합이자, 인터넷의 end system을 연결하는 패킷 스위치들과 링크들의 연결망 (중간다리 역할)
network core의 주요 기능에 크게 두 가지가 있다.
1) Forwarding : 라우터의 input으로 들어오는 패킷을 올바른 output으로 보내는 기능 -> forwarding table을 통해 판단
2) Routing : 패킷의 출발지부터 목적지까지의 경로를 결정하는 과정 -> forwarding table을 만드는 과정

packet switching

network core에서 패킷을 교환하는 것을 뜻한다.
패킷은 라우터가 하나의 패킷을 다 받으면, 그 담에 전송하게 되는데 이러한 방식을 store-and-forword 방식이라고 한다.
만약 라우터에 들어오는 패킷 양이 나가는 패킷 양보다 많게 되면,
queue 형태로 쌓이게 되며 다음과 같은 문제가 발생한다.

packet queueing (대기) : 전송을 위해 출력 링크에서 대기하는 패킷들이 쌓인다.
packet loss (손실) : 라우터의 메모리(버퍼)가 가득 차면 패킷이 손실될 수 있다.

packet switching의 장점

데이터에 에러가 있을 경우 재전송을 최소화하여 비용을 줄일 수 있다 (low cost)

링크를 공유하기 때문에 많은 사용자를 수용할 수 있다

circuit switching

하나의 회선을 할당받아 데이터를 주고받는 방식이다
ㄴ 예) 전화망 / 전화를 걸때 연결음이 가기 전 지연되는 시간 = 회선 잡는 시간

packet switching과 다르게 데이터가 호스트에서 목적지까지 가는 경로가 단 한개만 존재한다.
따라서 circuit switching의 경우 데이터를 중간에 저장할 필요도 없이 보내기만 하면된다.
따라서, 두 호스트간의 circuit이 설정되면 그 뒤론, 제3의 데이터가 관여하지 못하기 때문에
데이터 전송 시 길을 힗거나 손실될 가능성도 매우 적다.

circuit switching 단점

circuit을 예약하는데는 복잡하여 시간이 오래걸린다. 네트워크가 많아질수록 circuit을 점유하는 데 복잡도가 크게 증가하기 때문이다. 제 3의 네트워크가 해당 링크를 사용하지 못하여 cost(비용) 또한 증가하며, circuit에서 데이터를 보내지 않을때는 idle상태가 되는데, 이 시간동안 회선이 낭비된다.