포워딩 vs 라우팅
1. 네트워크 코어: 패킷 교환 (Packet Switching)
- 인터넷의 중심부에서는 데이터를 패킷(packet) 단위로 나눠서 전달함.
- 각 패킷은 독립적으로 경로를 따라 전달되며, 최종 목적지에서 재조립됨.
- 효율적인 자원 공유가 가능하고, 회선 설정이 필요 없어 유연함.
2. 패킷 교환의 특징
저장 후 전달 (Store-and-Forward)
- 각 라우터는 전체 패킷을 받은 후 다음 라우터로 전송함.
- 전송 지연 = 패킷 크기 / 링크 전송률 (L/R)
큐잉 지연 (Queuing Delay)
- 라우터의 출력 링크가 바쁠 경우, 패킷은 대기 큐에 쌓여 기다림.
- 트래픽 양에 따라 지연 시간은 유동적임.
손실 (Loss)
- 큐(버퍼)가 꽉 차면 새로 도착한 패킷은 버려짐 (packet loss).
- 손실된 패킷은 재전송 필요 (신뢰성 있는 프로토콜 사용 시)
3. 네트워크 코어의 두 가지 핵심 기능
- 전달 (Forwarding)
- 도착한 패킷을 어떤 출력 포트로 보낼지 결정
- 라우터 내부에서 수행됨 (패킷 단위 작업)
- 한 단계만 보는 작업
- 라우터가 들어온 패킷을 보고, "이거 어디로 보내야 하지?" 판단해서 다음 라우터로 넘겨주는 일.
- 라우팅 (Routing)
- 종단 간 경로를 결정
- 라우팅 알고리즘 사용
- 출발지부터 목적지까지 어떤 경로를 갈지 미리 결정하는 작업이에요.
- 여러 라우터가 협력해서 라우팅 테이블이라는 지도를 만듦.
- 포워딩이 이 지도를 보고 결정을 내리게 해줌.
| 구분 | 포워딩 (Forwarding) | 라우팅 (Routing) |
|---|---|---|
| 의미 | 당장 다음 목적지로 보내는 작업 | 전체 경로(길)를 짜는 작업 |
| 범위 | 한 라우터 내부에서 실행 | 여러 라우터가 협력해서 수행 |
| 비유 | 택배기사의 "다음 배송지" 선택 | 택배회사 본사의 배송 경로 계획 |
| 주체 | 개별 라우터 | 전체 네트워크 |
| 수행 빈도 | 매우 자주 (패킷마다) | 가끔 (네트워크 변화 시 업데이트) |
4. 또 다른 방식: 회선 교환 (Circuit Switching)
- 송신자와 수신자 사이에 전용 회선을 설정한 후 통신
- 통화 중엔 해당 자원을 독점하며, 고정된 대역폭 보장
종류
- FDM (Frequency Division Multiplexing)
→ 각 사용자에게 다른 주파수 대역 할당 - TDM (Time Division Multiplexing)
→ 시간 슬롯을 분할하여 교대로 데이터 전송
5. 패킷 교환 vs 회선 교환 비교
| 항목 | 패킷 교환 (Packet Switching) | 회선 교환 (Circuit Switching) |
|---|---|---|
| 자원 할당 | 동적, 공유 | 고정, 전용 |
| 효율성 | 높음 (bursty 트래픽에 유리) | 비효율적 (비사용 시 자원 낭비) |
| 지연 | 가변 (혼잡 시 큐잉 지연 발생) | 일정 (회선 확보 시 보장) |
| 설정 필요 여부 | 없음 (즉시 통신 가능) | 있음 (call setup 필요) |
| 예시 | 인터넷 | 전화망 |
| 사용자 수용 | 통계적으로 더 많은 사용자 수용 가능 | 제한적 |