패킷 교환 : 데이터그램 방식

패킷 교환 방식엔 가상 회선을 이용한 방식과 데이터그램을 이용한 방식이 있다.

 

그중에 데이터그램 방식에 대해서 알아본다.

 

데이터그램 방식은 데이터 전송 전에 송/수진자 사이에 가상 회선이라 불리는 논리적 경로를 설정하지 않고, 패킷들이 각기 독립적으로 전송되는 방식이다. OSI 7 계층을 공부했던 사람이라면 네트워크 계층에서 주로 사용하는 방식임을 알 수 있다.  

 이 방식은 라우팅 정보로서 송신자와 주신자의 주소가 포함되어 있는 패킷들을 전송하려 할 때 송신자와 수신자 사이의 중간 노드들은 패킷을 수신할 때마다 네트워크 상태를 고려하여 최적의 전송경로를 선택한 후 다음 노드를 향해 패킷을 전송한다.  여기서 알 수 있는 성질은 비순 서성이다. 패킷들이 분할되어서 수신 측에 도착하기 때문에 원래의 전송 순서와 달라질 수 있다. 따라서 데이터그램 방식에서는 수신자는 수신된 패킷들의 순서를 재구성하는 기능이 필요하다.

또한 이 방식 중간 노드들이 혼잡할 경우 우회하여 패킷을 송신할 수 있기에 융통성이 뛰어나다.

 

다만 패킷의 헤더는 라우팅에 필요한 모든 정보를 가지고 있어야하므로 패킷 헤더에 대한 오버헤드가 있다.

 

패킷 교환 방식에서의 지연 및 손실에대해서 알아보자.

 

1) 전파 지연

 - 전파 지연은 한 노드에]서 다른 노드로 데이터가 전송될 때 연결된 통신 매체에서 소요되는 시간을 이야기합니다.  전파 속도는 전송매체의 속도는 고정적이기 때문에 거리에 따라 비례할 것입니다.

 

2) 전송 지연

 - 어떤 노드에서 데이터를 전송하는 데 소요되는 시간입니다. 보통 데이터 크기/ 전송률 관계로 구할 수 있는데, 전송률이 미치는 것은 미비하고 데이터의 크기에 비례합니다.

 

3) 처리 지연

 - 처리 지연은 노드에서 데이터의 처리를 위해 소요되는 시간을 이야기합니다. 노드에서의 경로 설정과 스위칭을 하는 것을 처리라 할 수 있습니다. 예를 들어 라우터에서 입력 포트로 들어온 패킷의 헤더를 검사해 출력 포트로 내보내는 시간을 이야기할 수 있습니다.

 

4) 큐잉 지연

 - 큐잉 지연은 데이터 전송을 위해 라우터의 출력 포트에서 기다리는 시간을 말하는 것으로, 패킷이 도착한 시점으로 버퍼에 패킷이 오래 기다릴수록 큐잉 지연은 증가합니다. 

 

5) 패킷 손실

 - 라우터의 입력 포트로 들어온 패킷은 다음과 같은 절차를 따릅니다.

 1. 입력 포트로 들어온 패킷의 헤더 내용 검사하며, 보통 패킷의 헤더에는 목적지의 노드의 주소가 들어 있습니다. 이러한 목적지의 주소 저옵는 출력 포트를 결정하기 위해 라우팅 테이블에 있는 내용과 비교됩니다. 만약 라우팅 테이블의 내용가 일치한다면 출력 포트로 패킷이 이동하게 되고 없다면 default 라우터로 보내집니다. 

이 경우 버퍼에 들어가 있으면 이미 버퍼에 들어간 패킷들이 모두 전송될 때까지 기다려야 합니다. 만약 이 버퍼의 수용량을 넘는 경우에는 패킷은 더 이상 처리되지 못하고 손실됩니다.