용어 정의
Switching nodes
•
provide a switching facility that move data between nodes
Station
•
devices attached to the nw
•
data의 depart & arrive하는 끝에 있는 장치(sender, reciever)
Nodes
•
switching devices that provide communication
•
station들 사이에 거쳐 지나가는 길에 있는 중간 포인트
Communications NW
•
collections of nodes
•
connection link using two different switching tech.
Switched communication NW
•
data entering the nw from a station are routed to the destination by being switched from node to node
Circuit Switching
두 스테이션 간 전용 통신로가 있음을 의미
전용 통신로: 노드들 사이에 연결된 일련의 링크
Can be inefficient
: Channel capacity dedicated for duration of connection
: If no data, capacity is wasted
단계
1.
회선 설정(circuit establishment): 데이터 전송 전에 스테이션 간 회선 설정.
a.
TDM, FDM을 활용한 빈 채널을 할당
b.
전용로를 설정
c.
수신 측이 busy한지, 접속 준비가 되어있는지 검사
2.
데이터 전송(data transfer)
3.
회선 해제(circuit disconnect)
특징
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voice traffic에 효율적
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한 번 circuit이 establish되면, direct connection과 유사하기 때문에 라우팅에 특별한 logic이 필요하지 않음
•
analog transmission에 효율적, digital transmission에 비효율적
Concepts
•
Digital Switch
◦
provides a transparent signal path
◦
접속된 장치 사이에 투명한 signal path를 제공: 장치 사이의 직접적인 연결
◦
must allow full-duplex transmission(전이중)
•
Network Interface
◦
Functions and HW needed to connect digital devices
◦
디지털 신호로 변환시킬 수 있는 회로 존재 시 아날로그 전화기도 연결 가능
◦
TDM 신호를 운반하거나, 다중노드 네트워크를 구성하기 위한 링크 제공
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Control Unit
◦
Established(연결 설정), maintains(연결 유지), and tears down(한 스테이션의 요청에 의해 연결을 끊어야 함) the connection
Blocking || Non-Blocking
Blocking | Non-Blocking |
May be unable to connect stations because all paths are in use | Permits all stations to connect at once |
음성 트래픽만을 지원한다면, Blocking만으로 구성해도 괜찮음. 통화가 잠시 사용됨 + 일부 전화기만 사용됨. | Grants all possible connection requests as long as the called party is free |
데이터 처리 장치들의 경우, 디바이스가 오랜 시간 동안 컴퓨터에 연결될 수 있기 때문에 Non-Blocking으로 구성 |
Space Division Switching
아날로그로 개발되었는데, 현재는 디지털 영역으로 넘어왔음
Signal Path들이 물리적으로 각자 분리되어 있음
Path들이 signal을 transfer하기 위해 각자 할당됨
기본 구성 요소 metallic crosspoint, semicondoctor gate는 제어장치에 의해 활성화/비활성화 됨
Time Division Switching
Modern한 Digital System은 Space & Time division element를 적절히 활용함
Digital Time Devision tech는 virtual circuit을 유지하는데 쓰임
느린 속도의 bit stream을 여러 조각으로 분할하고, 더 높은 속도의 stream을 공유함
각 pieces는 control logic을 통해 통제됨(인풋부터 아웃풋까지)
Packet Switching
Circuit Switching이 voice를 위해 설계되었다면, Packet Switching은 data를 위해 설계됨. 데이터가 작은 패킷들로 쪼개져서 transmit.
packet ← user data + control info
routing 필요
패킷들이 recieve되면 짧게 buffer에 저장되고, 다음 노드로 pass
장점
•
Line Efficiency
◦
Single Link shared by many packets over time
◦
Packets queued and transmitted as fast as possible
•
Data rate Conversion
◦
Stations connect to local node at own speed
◦
Nodes buffer data (if required to equalize rates)
•
Packets accepted even when NW is busy
•
Priorities can be used
Switching Techniques
1.
Station breaks long message into packets
2.
Packets sent one at a time to the NW
3.
Handled in 2 ways:
a.
Datagram: each packet is treated independently with no reference to previous packet
•
No call setup phase, more flexible & reliable
b.
Virtual Circuit: A preplanned route is established before any packets are sent
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Network can provide sequencing & error control
•
Packets are forwarded more quickly
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Less reliable
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긴 시간동안 상호 교환 시 더 유리
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선호됨!
외부 네트워크 인터페이스
Host와 Packet Switched NW 사이에 Interface 존재
일반적으로 가상회선 서비스를 정의함. 네트워크 가입자가 다른 가입자와 가상회선이라는 논리적 연결을 설정할 수 있도록 함.
외부 가상회선: 네트워크를 통한 두 스테이션 사이의 논리적 연결
내부 가상회선: 네트워크를 통한 미리 계획된 두 스테이션 사이의 경로
Packet switched NW와 Packet Switching In ISDN이 대중적
3 Layers: Physical Link Packet
Link Packet
Circuit Switching vs Datagram Packet vs Virtual Circuit
Asynchronous Transfer Mode(ATM): 비동기 전송 모드
셀이라고 불리는 고정 길이의 작은 패킷을 사용하여 교환하여 다중화하는 기술
고정 크기 패킷: 지연 변이가 거의 없이 교환과 다중화 기능 수행 가능
Circuit Switching의 성능과 Packet Switching 유연성/효율성을 제공하기 위해 설계된 연결 지향적인 패킷교환 기술
풍부한 QoS 기능 + 강력한 트래픽 관리 기능을 지원하기 위한 방법에 초점
내부적으로 우선순위와 QoS 특성에 기반하여 전송 할당을 위한 예약과 경로 계획
하드웨어로 구현된 교환/라우팅 기능 + IP 기반 네트워크 및 회선 교환망을 지원하기 위한 범용적인 네트워킹 기술
IP 레벨에서 통합됨(굳이 셀을 사용할 필요가 없어서 축소됨)
MPLS(Multiprotocol Label Switching)이 더 대세
VCC(Virtual Channel Connection)
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Logical connection in ATM
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Analogous to a virtual circuit
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Basic unit of switching in an ATM NW
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Set up between 2 end users through the NW, and a variable rate, full duplex flow of fixed-size cells is exchanged over the connection
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user-network exchange 혹은 nw-nw exchange에 사용됨
Virtual Path의 장점
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Simplified NW architecture
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Increased NW performance and reliablity
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Reduced processing and short connection setup time
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Enhanced NW services
VCCs / VPCs