34. 공중데이터망의 기본 구성과 특징
가. 공중데이터망과 패킷교환망
일반적으로 패킷데이터 통신 기술을 이용한 공중 데이터서비스가 제공되는 네트워
크를 공중데이터망(PSDN : Public Switched Data Network)이라고 하는데, 공중데
이터망은 패킷교환 방식에 의한 패킷교환 공중데이터망(PSPDN : Packet Switched
Public Data Network)과 회선교환 방식에 의한 회선교환 공중데이터망(CSPDN :
Circuit Switched Public Data Network)으로 대별되며, 패킷데이터망 또는 패킷교
환망이라고도 부른다.
패킷교환망은 모든 서비스에 패킷 접속 및 교환 능력을 제공하고, 데이터 전달을 목적으로 발달하였다. 전송될 메시지는 패킷 또는 프레임이라는 단위로 분할되고, 하나
의 중계선에서 여러 회선의 패킷을 함께 다중화하여 전송 가능하므로, 전송비용이 저
렴하고 데이터 전송효율이 우수하다. 패킷교환 방식에는 가상회선 기법과 데이터그램
기법이 있다.
패킷교환망의 기본 구성은 [그림 3-27]과 같이 패킷교환기(PS : Packet Switch)로
이루어진 상위 교환계와 패킷형 단말기(PT : Packet type Terminal) 또는 비패킷형
단말기(NPT : Non-Packet type Terminal), 그리고 패킷다중화장치(PMX :
Packet Multiplexer)로 이루어진 하위 집속계로 나눌 수 있다.
여기서, 패킷교환기는 패킷교환망의 가입자들로부터 발생되는 패킷의 일시적인 저
장과 경로설정 및 전송 등의 교환기능을 수행하고, 패킷교환기간의 신호를 주고받는
다. 패킷형 단말기는 패킷교환기에 접속되어 있으며, 이용자로부터의 데이터 정보를
패킷화하거나 패킷교환기로부터의 수신패킷들을 원래의 메시지로 복원시킬 수 있는
단말기이다. 비패킷형 단말기는 패킷형 단말기와는 달리 일반 데이터 정보를 패킷화하
거나 패킷정보를 원래의 메시지 정보로 복원시킬 능력이 없는 단말기로서, 일반 PC와
같은 비동기형 단말기를 의미한다. 따라서 일반 단말기 즉, 비패킷형 단말기에서 패킷
교환 서비스를 제공받기 위해서는 패킷조립 분해장치(PAD : Packet Assembly &
Disassembly)가 별도로 설치되어야 한다. 그리고 패킷다중화장치는 하나의 물리적
회선을 여러 개의 논리적 회선으로 공유할 수 있도록 설계된 것이며, 통신효율을 향상
시킬 수 있다.
초기의 패킷교환망은 각자 고유의 프로
토콜을 갖고 있어 상호간의 패킷통신이 불가능했다. ITU-T에서 X시리즈로 불리는
다양한 패킷교환망의 표준 프로토콜이 제정되어 사용되고 있다.
패킷형 단말기를 패킷교환망에 접속하기 위해 X.25 프로토콜이 사용되고, 또한 패
킷교환망 간의 연동을 위해 X.75 프로토콜이 사용된다. 패킷조립 분해장치가 설치될
경우에는 X.28과 X.3 및 X.29 프로토콜 등이 사용된다.
나. X.25 프로토콜
공중데이터망(패킷교환망)에서 패킷 형태로 동작하는 단말을 위한 데이터단말장치
(DTE)와 데이터회선종단장치(DCE) 간의 인터페이스를 위해, [그림 3-29]와 같이
X.25 프로토콜이 사용되며 3개 계층으로 구성된다. 계층 1의 물리계층은 사용자와 교
환망간의 인터페이스를 제공하고 X.21 규격이 사용된다. X.21은 교환망과 단말을
접속하는 접속 기구의 모양과 핀의 위치 등을 규정한다. 계층 2의 링크 계층은 데이터
링크 제어를 위해 HDLC의 비동기 평형모드에 해당되는 LAP-B(Link Access
Protocol, Balanced) 프로토콜이 사용되고, 단말기와 망(교환기) 사이의 회선 설정과
전송 그리고 오류 및 흐름 제어 등 데이터 송수신 절차를 규정한다.
또한, 계층 3의 패킷 계층은 OSI 계층 3과 계층 4의 일부의 기능을 가지며 패킷형
식과 제어절차를 정의하고 데이터 링크의 다중화를 통한 가상회선을 설정한다. 이것은
단말에서 교환망에 대하여 접속 요구를 할 때, 호 설정 절차와 데이터 전송 절차를 규
정한 것이다. 그리고 패킷계층에서 사용되는 패킷들의 종류에는 데이터 전달에 사용되
는 데이터 패킷과 네트워크 운영에 필요한 각종 제어패킷들로 구성된다.
다. 패킷교환 및 패킷다중화
패킷교환은 축적교환의 일종으로 단말 상호간에서 정보를 직접 송수신하는 것이 아
니라, 발신측에서 송출한 정보는 일단 교환기의 메모리에 축적된 후 회선을 통해 고속
으로 착신측에 전송되는 것이다. 이때 전송되는 정보는 일정 길이의 블록으로 분할되
어, 한 블록마다 전송에 필요한 수신자나 에러 제어 정보 등이 포함된 헤더를 부착해
전송하며, 헤더를 이용하므로 같은 통신의 패킷이라도 반드시 동일한 루트(route)를
통할 필요는 없고, 비어 있는 루트를 선정하여 상대방에 전송할 수 있다. 또한 패킷은
정보가 발생할 때마다 보낼 수 있고, 회선이 비어 있는 시간에는 같은 회선으로 다른
통신의 패킷을 보낼 수 있기 때문에 회선 이용효율이 매우 좋다.
패킷교환 방식으로는 가상회선방식과 데이터그램방식이 있는데, 가상회선방식은 회
선교환방식과 유사하게 연결설정 과정이 필요하다. 그러나 데이터그램방식은 연결설
정 과정이 필요 없이 각 패킷의 해더 부분에 있는 목적지 주소를 기반으로 네트워크
내에서 라우팅된다. 따라서 각각의 패킷의 전송 경로는 각자 상이하여 송신된 순서대
로 목적지에 도달하지 않는 경우도 발생할 수 있어, 수신측에서 패킷의 순서대로 재배
열하는 기능이 필요하다. 이러한 데이터그램방식은 데이터량이 적고 빈번한 전송을 원
하는 경우에 효율적이다.
패킷교환 및 패킷다중화 과정은 [그림 3-30]과 같이 이루어진다. 여기서, 패킷교환
기 3대가 네트워크를 구성하고 있으며, 패킷형 단말기 3대는 패킷 데이터 처리 기능을
갖는 호스트 컴퓨터와 패킷통신이 이루어지는 것이고, 비패킷형 단말기 2대가 상호간
에 일반 데이터(통신문)를 전송하는 경우이다.
패킷교환기 PS1은 비패킷형 단말기 NPT1으로부터 메시지를 받아 PAD에서 헤더를
부착하는 등 패킷화 처리하여 메모리에 축적하고, 패킷형 단말기 PT1~PT3으로부터
는 패킷을 직접 받아 메모리에 축적한다. PS1은 비어있는 회선을 선택해서 경로선택
을 한 후에 해당 패킷을 PS2 또는 PS3로 전송한다. PS3는 NPT1으로부터의 패킷에
대해 PAD를 이용하여 메시지로 조합해서 NPT2로 전송하고, PT1~PT3로부터의 패
킷은 그대로 호스트 컴퓨터에 전송한다. 여기서 패킷교환기는 메모리에 축적된 각 패
킷의 목적지를 해석한 후, 해당되는 단말기로 패킷을 교환 및 전송한다.
이러한 과정에서 PS3와 호스트 컴퓨터간의 가입자 회선은 물리적으로 1회선이지
만, 3개의 단말로부터 데이터가 동시에 호스트 컴퓨터로 다중화되어 전달되는데, 즉 3
개의 논리적 회선으로 구성된 형태로서 이것을 패킷다중화라고 한다. 이것은 [그림 3-
31]과 같이 단말 A로부터 1회선 상에 단말 B, C, D로 패킷을 동시에 전송할 수 있는
것이며, 단말 A가 마치 단말 B, C, D와 각각 단독의 회선으로 통신하고 있는 것처럼
보인다. 실제적으로 단말 A와 교환기 사이에는 1회선 밖에 존재하지 않지만, 3회선이
있는 것처럼 보이는데, 물리적으로는 존재하지 않지만 논리적으로 존재하는 회선을 논
리채널(logical channel) 또는 가상회선(VC : Virtual Circuit)이라 한다. 송신측의
단말에서는 패킷의 헤더에 반드시 논리채널 번호를 붙여서 송신해야 한다.
회선교환이 하드웨어적인 개념의 교환이라면, 패킷교환은 소프트웨어적인 개념의
교환이라고 볼 수 있다. 회선교환방식에서는 물리 채널의 연결상태가 유지되고 있는
동안 두 통신 상대방 사이에 전기적인 연결관계가 지속된다. 반면에 패킷교환방식에서
는 논리적인 연결이 유지되고는 있으나, 전기적으로는 연결상태가 이루어지지 않은 것
이다. 또한, 실제로 패킷교환을 수행하는 패킷교환기 자체가 컴퓨터에 의해 제어되고
서비스를 수행하므로, 데이터는 패킷교환기를 거치는 동안에 속도변환, 코드변환 및
프로토콜 변환 등의 변경뿐만 아니라 네트워크에서 데이터를 보관할 수 있다. 이러한
여러 가지 소프트웨어적인 서비스를 받을 수가 있으므로 다양한 서비스를 제공할 수
있다.
라. 단말간의 패킷통신 절차
[그림 3-32]는 패킷교환망을 이용하여 두 개의 패킷형 단말기(PT1, PT2) 간에 패
킷통신이 이루어지는 절차를 나타낸 것으로서, 호의 설정단계와 데이터 통신단계 및
호의 해제 단계가 차례대로 이루어진다. 먼저, 발신단말(PT1)에서 발호요구패킷(CR :
Call Request packet)을 패킷교환망(패킷교환기)으로 내보낸다(①). CR 패킷에는 발
신측 및 수신측 어드레스와 논리채널번호 등이 포함되어 있으며, 패킷교환망에서는 이
것을 해석하여 망 내의 링크메모리를 설정한다. 이어서 패킷교환망은 수신측 어드레스
로 지정된 착신단말(PT2)에 착호패킷(CN : Incoming Call packet)을 전송하며(②),
이때 CN에는 논리채널번호가 설정되어 있다.
PT2가 통신 가능한 상태이면, 같은 논리채널번호를 갖는 착호접수패킷(CA : Call
Accepted packet)을 패킷교환망에 내보내고(③), 패킷교환망은 접속완료패킷(CC :
Call Connected packet)을 PT1으로 전송한다(④). 이와 같은 절차를 거쳐 발신단말
(PT1)과 착신단말(PT2) 간에 논리채널이 1개가 설정되어 호의 설정과정을 완료하게
되며, 이것에 의해 양 단말 간에 데이터 통신이 이루어진다(⑤).
PT1에서 더 이상 전송할 데이터가 없이 데이터 통신이 완료되면, PT1이 복구요구
패킷(CQ : Clear reQuest packet)을 패킷교환망으로 내보내면(⑥), 패킷교환망에서
는 절단지시패킷(CI : Clear Indication packet)을 PT2로 전송한다(⑦). 이후 PT2는
절단확인패킷(CF : Clear Confirmation packet)을 패킷교환망으로 내보내며(⑧),
패킷교환망은 복구확인패킷(CF)를 PT1으로 전송함으로써 호의 해제가 이루어진다
(⑨).
호의 설정과 호의 해제는 제어패킷에 의해 이루어지고, 데이터 전송은 데이터패킷에
의해 이루어진다.
단말A에서 보내오는 CR 패킷에는 논리채널번호 a가 포함되어 있어서, 패킷교환망
은 CR 패킷을 수신하면 단말B에 에 대해서는 논리채널번호 b를 갖는 CN 패킷을 전송
한다. 단말B는 동일한 논리채널번호 b를 갖는 CA 패킷을 패킷교환망으로 반송하고,
패킷교환망은 이를 받아 단말A로 논리채널번호 a를 갖는 CC 패킷을 다시 반송한다.
이러한 과정으로 단말A와 단말B 사이에 논리채널이 설정된다. 단말A와 패킷교환망
간, 그리고 패킷교환망과 단말B 간의 논리채널번호는 다르지만, 패킷교환망 내에서
양 채널의 대응(a→b)을 취함으로써 단말 간에서 1개의 논리채널이 설정된다.
'정보통신시스템' 카테고리의 다른 글
| 정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 36. LAN의 개요 (0) | 2023.04.06 |
|---|---|
| 정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 35. 부가가치통신망(VAN) 서비스 (0) | 2023.04.05 |
| 정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 33. 패킷데이터 통신의 개요 (0) | 2023.04.04 |
| 정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 32. 중계선 정합장치 (0) | 2023.04.04 |
| 정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 31. 가입자선 정합장치 (0) | 2023.04.03 |
