1.3 네트워크 코어

네트워크 코어란?

네트워크 코어는 라우터들이 서로 연결된 네트워크의 중심부로, 데이터를 효과적으로 전달하기 위한 다양한 메커니즘을 사용한다.
네트워크 코어의 주요 기능으로 패킷 교환과 회선 교환이 있다.

 

 1. 패킷 교환

데이터 메시지를 작은 패킷 단위로 나눈다. 나눈 패킷을 독립적으로 전송하는 방식을 말한다.

패킷들은 발신지에서 목적지까지 개별적으로 전송되며, 중간 라우터를 통해 경로가 결정된다.

• 저장 후 전달: 각 패킷은 다음 링크로 전달되기 전에 라우터에 모두 저장된다. 예를 들어, L비트의 패킷을 R bps의 매체로 전송할 때, 전송 지연 시간은 L/R초이다. L은 보내고자하는 패킷의 길이, R은 전송 대역폭 bps
  L/R => S(bit) / R (bit/sec). 2번 가는 경우 2L/R
• 큐잉 지연 및 손실: 라우터에 패킷이 도착하는 속도가 전송 속도를 초과할 경우, 패킷은 큐에 대기하게 된다. 큐가 가득차게 되면 손실이 발생할 수 있다.

패킷 교환은 네트워크 자원을 효율적으로 사용하며, 더 많은 사용자가 네트워크를 공유할 수 있다. 예를 들어 1Mbps 링크에서 패킷 교환 방식은 최대 35명의 사용자가 동시에 사용할 수 있는 반면, 회선 교환 방식은 최대 10명까지만 지원할 수 있다.

대신 혼잡이 발생하게 되면 지연과 손실이 발생할 수 있다.

	패킷	메세지
전송단위	패킷(분할된 메세지)	메세지(통째로)
사용처	인터넷	구형 전화망
사용자	무한	제한
통신준비부하	거리없음	큼

 

 

- 종단시스템

	에지네트워크	코어네트워크
장비	컴퓨터	라우터
공급사	컴퓨터제조사들	네트워크장비제조사들
기타	종단시스템이라고도 함	통신회사들 -skt, kt, LG U+

2. 회선 교환

데이터 전송 전에 통신 자원을 미리 예약하고, 전용 회선을 통해 데이터를 전달하는 방식이다. 전화망과 유사하게 작동하며, 회선은 전송이 종료될 때까지 다른 사용자와 공유되지 않는다.

• 자원 예약: 발신지와 목적지 간에 필요한 통신 자원을 사전에 예약한다. 각 매체는 고정된 수의 회선을 보유하며, 통신할 때 전용 회선을 사용한다.
• 회선 유지: 데이터가 전송되지 않는 동안에도 회선은 유지되며, 이로 인해 자원이 비효율적으로 사용될 수 있다.

안정적이고 예측 가능한 성능을 제공하며, 대역폭이 보장된다. 데이터 전송이 일정하고 지속적인 경우(음성 통화)에 적합하다.

대신 네트워크 자원이 비효율적으로 사용된다.

패킷 교환과 회선 교환의 비교
특징	패킷 교환	회선 교환
자원 사용	자원을 동적으로 사용하고 공유함	자원을 미리 예약하여 전용으로 사용
효율성	높은 효율성, 많은 사용자 지원 가능	낮은 효율성, 제한된 사용자만 지원 가능
유연성	높은 유연성, 다양한 데이터 전송에 적합	낮은 유연성, 일정하고 지속적인 데이터 전송에 적합
지연	네트워크 혼잡 시 지연과 손실 발생 가능	지연이 적고 예측 가능하지만 자원 낭비 가능성 있음
적용 예시	인터넷 데이터 전송, 웹 브라우징, 이메일 등	전화 통화, 전용 회선 데이터 전송

 

포워딩과 라우팅

 

 

3. 인터넷 구조

인터넷은 다양한 네트워크가 상호 연결된 구조로, 여러 인터넷 서비스 제공자(ISP)들이 서로 연결되어 있다.
이 구조는 다음과 같은 방식으로 구성될 수 있다.

• 지역 ISP와 전역 ISP의 연결: 각 지역 ISP는 하나 이상의 전역 ISP와 연결되어, 서로 다른 네트워크 간의 데이터 전송을 가능하게 한다.
• 인터넷 교환 지점(IXP): 여러 전역 ISP와 지역 ISP들이 서로 연결되는 지점이다.
• 컨텐츠 제공자 네트워크: 구글, 마이크로소프트와 같은 회사들은 자체적인 네트워크를 운영하여 고유의 콘텐츠를 더 빠르고 효율적으로 전달한다.