다중화와 역다중화

다중화와 역다중화란?

다중화(Multiplexing)는 하나의 전송 매체에 여러 신호를 함께 결합하여 전송하는 기법입니다. 예를 들어, 여러 명이 한꺼번에 데이터를 전송하려면 각각의 신호를 결합해 하나의 통신 채널을 통해 보내는 것이 더 효율적입니다. 이 방식은 네트워크 리소스를 더욱 효율적으로 사용하기 위해 만들어졌습니다. 다중화는 네트워크나 전송 계층에서 주로 사용되며, 송신 측에서 여러 프로세스의 데이터를 하나의 세그먼트로 묶어 전송할 수 있게 합니다.

반면, 역다중화(Demultiplexing)는 수신 측에서 다중화된 신호를 다시 분리하여 각각의 프로세스나 애플리케이션에 전달하는 과정입니다. 다중화된 데이터를 수신한 후, 이를 적절한 프로세스로 나눠야 하므로, 각 데이터에는 이를 구분할 수 있는 포트 번호나 IP 주소 같은 식별자가 필요합니다.

---

다중화와 역다중화의 동작 원리

• 송신 측 다중화는 네트워크 계층으로 데이터를 전달하기 전, 여러 애플리케이션으로부터 데이터를 받아 트랜스포트 헤더를 추가하여 하나의 세그먼트로 묶는 과정입니다.
• 수신 측 역다중화는 네트워크 계층에서 받은 세그먼트를 적절한 소켓으로 전달하기 위해 IP 주소와 포트 번호를 확인해 데이터를 적합한 애플리케이션으로 분리합니다. 이 과정에서 사용되는 헤더 정보는 포트 번호(UDP의 경우) 또는 IP 주소와 포트 번호(TCP의 경우)입니다.

---

UDP와 TCP에서의 차이

• UDP: 포트 번호를 기반으로만 역다중화가 이루어집니다. 즉, 수신 측은 포트 번호만 확인하여 데이터를 적절한 소켓으로 전달합니다.
• TCP: 4개의 요소(발신지 IP 주소, 발신지 포트 번호, 목적지 IP 주소, 목적지 포트 번호)를 기반으로 역다중화가 이루어집니다. 이로 인해, TCP는 더 정밀한 통신 관리가 가능하며, 각 소켓은 연결된 클라이언트와 1:1 매칭됩니다.

---

다중화와 역다중화의 역할

이 두 과정은 데이터 전송의 효율성을 극대화하는 데 필수적인 역할을 합니다. 다중화를 통해 여러 프로세스의 데이터를 하나의 세그먼트로 전송함으로써 네트워크 리소스를 절약할 수 있고, 역다중화를 통해 수신된 데이터를 정확한 프로세스로 나누어주는 기능을 수행합니다.