[CE] Circuit Switching (회선교환) and Packet Switching (패킷교환).

Circuit Switched Network (or Circuit Switching)

• 전용 channel (or circuit)이 각각의 communication에 할당됨. : Closed Circuit Network (폐쇄회로 네트워크)라고도 불림
• 특정 conversation이 이루어지기 위해 특정 channel이 할당되고, 이후 해당 conversation이 끝나면 해당 channel이 해제됨.
• 예전 전화망 (PSTN, Public-Switched Telephone Network)이 이 구조를 취함.
• PSTN의 경우, 컴퓨터는 modem이 필요했으나 PSDN(Public-Switched Data Network)로 발전하면서 modem이 필요없어짐.
• source와 destination을 연결하는 물리적인 전용 channel이 있다는 점이 Packet switched network와 차이를 보임.
• 1:1의 closed circuit 통신이기 때문에, delay를 균일하게 최소화하여 서비스 제공이 가능함 (사용자들에게 최상의 일관된 연결을 제공, constant bandwidth): 전송속도 보장이 가능함. (Real Time Service에 적합)
• 단, network에 많은 사용자가 접속하는 경우 Packet switched network보다 성능이나 효율성이 떨어짐 (하나의 서비스당 한 연결이 필요하기 때문에 가성비가 떨어짐, 남는 회선이 발생할 수도 있음).

network 사용자가 많아질수록 circuit을 할당하는 작업이 매우 복잡해짐 (복잡한 전화국의 모습을 연상해볼 것). 단, 데이터 소실될 확률이 본질적으로 Packet Switched Network보다 낮고, 도청이나 감청의 염려가 적다는 장점을 가짐.

Packet Switched Network (or Packet Switching)

• 특정 conversation을 위해 전용 channel을 형성할 필요가 없음.
• 모든 data network를 이용함. (많은 사용자에게 서비스를 제공하는데 유리함)
• 긴 message는 일정길이의 packet으로 나누어지고, 각 packet에는 다시 message로 조립하는데 필요한 정보와 destination 정보가 있음.
• 각 packet은 본인이 가진 정보에 따라 망에서 여러 경로를 통해 목적지로 전송되고, 수신단에서 이를 순서대로 합치게 됨.
• 많은 사용자가 동시에 망에 접송하여 통신이 이루어지는 경우에 유리함 (bandwidth 공유가 보다 쉽고, 구현이 보다 간편함).
• 하지만, delay가 가변적이라 일관된 품질의 서비스 보장이 쉽지 않기 때문에 실시간 서비스에는 불리함: 전송속도 보장이 어려움.

Packet Switching allows more users to use network!!

(TDMA, ALOHA, Ehternet-CSMA/CD 등등이 대표적 사례)

---

Packet의 구성.

packet은 크게 header와 payload로 구성됨.

• header : destination system의 IP주소, 패킷의 번호, 길이, 프로토콜 등등의 정보로 구성됨.
• payload : 실제 전송하고자 하는 데이터로 구성됨.

---

Router와 Packet

packet이 수신된 link(or connection)를 구별하고 송신할 link(or connetion)를 찾으므로서 packet을 전송할 경로를 탐색.
Store-and-forward 과정을 통해, packet을 저장한 뒤 다시 송신하는 역할을 담당.
결국, router는 packet을 전송할 route를 찾아주는 역할을 담당함으로서 Packet Switched Network에서 매우 중요함.

• node : network를 구성하는 router, switch 등을 가르킴.
• end system : source와 destination에 해당하는 컴퓨터 등을 가르킴. (station, host등으로도 불림)
• link : node를 잇는 line을 가르킴.

Packet Switching 중간의 router에서 데이터를 전달하는 Store-and-forward라는 과정을 거치는데, 이는 처음부터 끝까지 모든 bit 데이터가 도달한 다음에야 데이터를 다음 hop으로 넘겨주는 것을 의미함.
즉, Store-and-forward 방식에서는 온전한 패킷 조각들이 전부 다 도착해서 모여야만 다음 hop으로 전달하므로서 일부 packet이 전송되지 못하는 에러들을 감소시킬 수 있음.

• hop은 컴퓨터 네트워크에서 출발지와 목적지 사이에 위치한 경로의 한 부분을 가르키는 용어로 흔히 router와 router간의 경로를 의미함.

---

Channel 분할 방식 of Circuit Switching

• FDM(Frequency Division Multitasking) 방식은 할당된 대역폭을 나누어 사용하는 방식
• TDM(Time Division Multitasking) 방식은 할당된 대역폭을 시간단위로 나누어 번갈아가며 사용하는 방식

---

References

https://www.comparitech.com/net-admin/circuit-switching-vs-packet-switching/

Circuit Switching vs Packet Switching: Differences, Pros & Cons

https://luv-n-interest.tistory.com/1030

Circuit Switching vs Packet Switching [네트워크]