[필기] - 1-2 | 파트 1 (회선교환, 패킷교환)

• 회선 교환 : 전화기를 생각하면된다.
  • 설명 
    • 수신자와 발신자 간에 독점적인 통화가 가능하며 안정적으로 이루어진다.
    • Qos(Quality of Service)[용어] : 네트워크 품질을 평가하는 지표를 의미한다. 대표적인 것이 회선 교환이다.
    • 포인트 투 포인트(Point to Point) 방식으로 연결[1:1 독립적으로 연결] - 중앙 집중식
    • 유지보수와 추적이 쉽다.
    • 대표적인 성형(Star)형으로 구성된다.
  • 특징
    • 교환기를 통해 직접 통신(옛날 "경찰청 연결해줘.. 라고 영화에서 나옴")
    • 음성 전화 시스템에 사용
    • 경로설정 및 연결확립
    • 실시간 처리 가능하므로 지연 없음
    • 포인트 투 포인트(Point to Point)방식
    • 대용량 데이터를 고속으로 전송
    • 아날로그 데이터를 디지털로 직접 전달(디지털은 1,0으로 표현)
  • 대여폭(Bandwidth)[용어] : 최고주파수와 최저주파수의 차이를 말한다.
    • 헤르츠(Hz) 표현
    • 대여폭이 크면 클수록 많은 데이터를 전송
  • 장점 말고 단점만
    • 비효율적 : 1개 회선 독점
    • 같은 이기종 요구하며, 대여폭가 같아야함, 같은 대역으로만가능(5G <- -> 3G 전송시 역으로 다운그레이드 이므로.. 데이터 손실 발생)
    • 통신 비용 고가
• 패킷교환 : 패킷[용어] : 데이터 처리 단위이며, 네트워크 계층에서 사용되는 전송 단위이다.
  • 개념
    • 일정한 크기의 패킷으로 분해해서 전송함(클라이언트 측) 다시 서버에서 받아서 메시지로 조립함
    • IP[용어]는 식별자이며, 데이터에 발신자, 수신자의 IP주소를 붙이는데, 이렇게 IP주소가 붙은 패킷들은 데이터그램이라고 한다.
    • 라우터[용어|장비] : 최적의 경로로 전송하기 위해서는 경로설정하는 장비가 바로 라우터이다.
  • 패킷교환 특징
    • 다중화 : 경로 설정(스위칭 역할 : 최적의 경로설정)
    • 채널 : 가상회선으로 연결확립
    • 순서제어 : 순서대로 처리
    • 트래픽 제어 : 흐름 제어
    • 에러 제어 : 에러 ABQ인가? 전진 오류 수정등...(자동 오류 수정)
  • 장점 말고 단점만
    • 전송량이 많으면, 지연이 가변적으로 일어남
    • 패킷별 헤더 추가로 인한 오버헤드 발생 가능성 존재
      • 헤더[용어] : 요즘은... 없음 대도록이면,
      • 오버헤드[용어]
• 데이터그램과 가상회선
  • 데이터그램: 경로를 미리 정하지 않고 독립적으로 패킷을 전송.
    • 다른 경로 배정 가능(라우터 역할)
    • 에러 발생시 그 경로 회피해서 전송
    • 재 정렬 필요
  • 가상 회선: 논리적인 연결을 먼저 설정한 후 패킷을 전송.(독립적) -- 대표적으로 ATM, Share에 한계

 

현업에서 보는 패킷의 구조 (TCP/IP 기준)

실제 현업에서는 TCP/IP 프로토콜을 사용하므로, 패킷 하나에는 크게 IP 헤더와 TCP 헤더가 겹겹이 싸여 있습니다. (러시아 인형 마트료시카처럼 데이터 앞에 헤더가 계속 붙습니다.)


① IP 헤더 (IP Header) - "내비게이션 역할"


데이터를 목적지까지 배달하는 데 필요한 정보입니다. 현업에서 서버 통신이나 방화벽 설정할 때 가장 많이 봅니다.
출발지 IP (Source IP): 누가 보냈는가? (예: 내 컴퓨터 192.168.0.10) 
목적지 IP (Destination IP): 어디로 가는가? (예: 네이버 서버 223.130.195.200) 
TTL (Time To Live): 패킷의 수명입니다. 패킷이 길을 잃고 네트워크 상을 영원히 떠돌지 않도록, 라우터를 하나 거칠 때마다 숫자가 1씩 줄어들어 0이 되면 사라집니다. (현업에서 네트워크 장애 진단할 때 ping이나 traceroute가 이 값을 이용합니다.)
프로토콜 (Protocol): "내 안에 들어있는 데이터가 TCP냐, UDP냐?"를 알려줍니다.



② TCP 헤더 (TCP Header) - "조립 및 품질 관리 역할"


쪼개진 데이터를 순서대로 맞추고, 빠진 게 없는지 확인하는 정보입니다. 
포트 번호 (Source/Dest Port): 어떤 프로그램으로 가야 하는가? (예: 80번은 웹 브라우저, 22번은 SSH). IP가 아파트 동/호수라면, 포트는 '방 번호'입니다.
일련번호 (Sequence Number): **"이건 100개 조각 중 1번째 조각이야"**라는 번호입니다. 패킷이 뒤죽박죽 도착해도 이 번호를 보고 순서대로 조립합니다 (순서 제어). 
확인 응답 (Acknowledgment Number, ACK): "3번 조각 잘 받았어, 이제 4번 보내줘"라고 답하는 번호입니다.
체크섬 (Checksum): 오는 도중에 데이터가 깨지지 않았는지 검사하는 값입니다 (에러 제어). 
플래그 (Flags - SYN, ACK, FIN 등): "대화 시작하자(SYN)", "대화 끝내자(FIN)" 같은 상태 신호입니다.