🌐 회선 교환 vs 패킷 교환: 네트워크의 고전적인 대결!

최근 AWS에서 VPC, NAT Gateway 등을 설정하다 보니 문득 이런 궁금증이 생겼습니다.
"네트워크에서 데이터를 전송할 때 어떤 방식으로 교환할까?" 라는 질문이죠.

그렇게 찾게 된 것이 바로 회선 교환(Circuit Switching) 과 패킷 교환(Packet Switching)입니다. 이 둘은 네트워크 구조를 이해하는 데 있어서 매우 중요한 개념입니다. 이 글에서는 이 두 방식을 캐주얼하고 이해하기 쉬운 방식으로 정리해보겠습니다.

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📞 회선 교환 방식(Circuit Switching)

회선 교환은 말 그대로, 통화를 시작하기 전에 전용 회선(경로)을 미리 설정하는 방식입니다.

예시: 유선 전화기! 전화 걸면 상대방과 연결되는 고정된 라인처럼요.

🔧 특징

• 통신 전 전용 경로 설정 필요
• 일정한 대역폭 보장
• 통신 중 다른 사용자 공유 불가

✅ 장점

• 지연이 거의 없음 (전용 회선이니까!)
• 신뢰도 높은 통신 가능

❌ 단점

• 회선 설정 시간 필요
• 자원 낭비 (사용 안 해도 경로 유지)

🧠 추가 개념

• 회선 교환 방식은 전화망(PSTN, Public Switched Telephone Network) 에서 주로 사용되며, 전송 중인 데이터가 일정하고 실시간성(Real-time Communication)을 요구하는 경우 적합합니다.
• 통화 품질이 일정하게 유지되므로 QoS(Quality of Service) 보장이 용이합니다.

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📦 패킷 교환 방식(Packet Switching)

패킷 교환은 데이터를 작은 단위인 패킷으로 나눠서 전송하는 방식입니다. 이 패킷들은 각각 최적의 경로로 이동하고, 목적지에서 다시 조립됩니다.

예시: 택배! 각 상자(패킷)가 따로 출발하고 도착해서 다시 합쳐지는 느낌이에요.

🔧 특징

• 데이터를 패킷 단위로 분할
• 각 패킷은 독립적으로 이동
• 네트워크 자원을 동적으로 공유

✅ 장점

• 자원 효율성 극대화
• 다양한 사용자와 동시 통신 가능
• 장애 시 다른 경로로 우회 가능

❌ 단점

• 패킷 도착 순서 보장 X
• 네트워크 혼잡 시 지연 또는 손실 가능

🧠 추가 개념

• 대부분의 현대 네트워크 프로토콜(IP, TCP, UDP)은 패킷 교환 기반으로 작동합니다.
• 패킷 재정렬, 오류 검출, 재전송 등을 처리하기 위해 TCP/IP 프로토콜 스택에서 다양한 보완 메커니즘을 사용합니다.
• 실시간성이 중요한 경우, UDP 기반 프로토콜(RTP 등)을 통해 지연을 최소화합니다.

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🔍 두 방식 비교 (표로 정리!)

항목	회선 교환 방식	패킷 교환 방식
연결 방식	통신 전에 전용 경로 설정	실시간 경로 선택 (동적 경로)
자원 활용도	낮음 (항상 점유)	높음 (필요 시에만 사용)
대역폭	고정된 대역폭	동적 대역폭 (가변적)
지연 시간	거의 없음	혼잡 시 지연 발생 가능
신뢰성	높음	보장하려면 별도 프로토콜 필요
예시	유선 전화	인터넷, VoIP, 이메일

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🛠️ 실무에서는 언제 사용할까?

회선 교환 예시:

• 전통 유선 전화망
• 일부 국가 간 전용 회선

패킷 교환 예시:

• 모든 인터넷 기반 통신 (HTTP, TCP/IP)
• AWS 내부 통신, VPC, API Gateway, S3 전송 등

실시간 스트리밍 서비스나 온라인 게임 등은 패킷 손실 최소화와 낮은 지연이 요구되므로, UDP 프로토콜을 활용하는 패킷 교환 기반 설계를 택합니다.

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🧠 비유로 이해하기!

비유 대상	회선 교환	패킷 교환
택배	화물차 한 대가 한 사람만 배송	여러 상자가 다양한 주소로 배송
도로	전용차선 (오직 나만 사용)	일반도로 (여러 차량 공유)
전화 통화	일반 유선 전화	카카오톡 음성 통화, Zoom 화상회의

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📊 이미지로 보는 구조

출처: ITReFine 블로그

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🎯 정리

핵심 키워드	회선 교환	패킷 교환
고정 vs 유연	고정	유연
빠름 vs 경제성	빠름	경제적
안정성 vs 효율성	안정성	효율성
대표 예시	유선 전화	인터넷, AWS 트래픽
주요 프로토콜	없음(PSTN 기반)	TCP/IP, UDP, RTP 등

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✏️ 마무리하며

요즘처럼 트래픽이 급증하고 다양한 기기가 동시에 통신하는 시대에서는 패킷 교환 방식이 대세입니다. 하지만 회선 교환 방식은 여전히 안정성이 필요한 통신 환경에서 유용하게 쓰이고 있어요.

이런 개념들을 정확히 알고 있으면 네트워크를 바라보는 눈이 달라집니다!
AWS, GCP 같은 클라우드 인프라에서도 이러한 네트워크 모델이 기반이 되므로, 꼭 알고 넘어가야 할 개념이라고 생각됩니다.