WAN Switching

WAN(광역 통신망)에서 station 간 데이터를 옮기려면 여러 switching node를 거쳐야 한다. 이 페이지는 그 전달을 회선 교환으로 할지, 자원을 공유하는 방식으로 할지를 가르는 스위칭 기법을 다룬다. IP Internetworking은 이 위에서 라우터가 어떻게 패킷을 목적지로 보내는지를 다루고, LAN Architecture와 WAN Switching은 이 개념을 LAN의 Layer 2 frame forwarding과 구분한다.

스위칭 통신 네트워크 기본 용어

회선 교환 (Circuit Switching)

두 스테이션 간 전용 경로를 사용하며, 설정(Establish) → 전송(Transfer) → 해제(Disconnect) 3단계로 동작한다.^[2]

sequenceDiagram
  participant A as Station A
  participant Net as Switching Network
  participant B as Station B
  A->>Net: Establish (연결 설정)
  Net->>B: Establish
  Note over A,B: 전용 경로 설정됨
  A->>B: Transfer (데이터 전송, 투명)
  A->>Net: Disconnect (연결 해제)
  Net->>B: Disconnect

• 전용 경로를 쓰기 때문에 연결 지속 시간 동안 채널 용량이 전용되고, 데이터가 없으면 그 용량이 낭비된다.^[2:1]
• 연결 설정에 시간이 걸린다.^[2:2]
• 연결되면 직접 연결처럼 투명하게 전송되며 별도 로직이 필요 없다.^[2:3]
• 음성 트래픽 처리가 회선 교환을 주도했고, 전송 지연과 지연 변동이 없어야 한다는 것이 주요 요구사항이었다. 또한 아날로그 음성 전송에는 효율적이지만 디지털 전송에는 비효율적이다.^[3]

Blocking vs Non-blocking Network

스위칭 기술 분류

무엇이 선택을 가르는가

• 회선 교환은 "전용 경로를 쓸 것인가"의 편이며, 설정 시간·용량 낭비·디지털 버스트 트래픽 비효율이라는 비용을 진다.
• Blocking과 Non-blocking의 선택은 예상 동시 연결 수로 결정된다고 볼 수 있다: 통화가 짧고 동시 사용이 적을 것으로 예상되면 자원을 절약하는 Blocking, 연결이 길고 동시 사용이 많을 것으로 예상되면 서비스를 보장하는 Non-blocking이 맞는다.^[6:1]
• 이 트레이드오프는 IP 기반 패킷 교환 인터넷이 회선 교환을 대체해 온 흐름과 방향이 같다 — 자원 공유와 버스트 트래픽 효율이 회선 교환의 비효율보다 컸다는 해석이다.^[6:2]

흔히 놓치는 지점

• 모든 WAN 연결을 회선 교환 전용 경로로 묶으면 자원 낭비가 심해진다.
• 오랜 데이터 연결에 Blocking 네트워크를 쓰면 "사용 가능한 경로 없음" 오류가 잦아진다.
• 음성 시스템에 Non-blocking을 강제하면 스위치 비용이 불필요하게 커진다.
• 회선 교환의 "전용 경로 = 투명 전송"을 패킷 교환에도 그대로 가정해 QoS를 보장하려 하면 안 된다 — 패킷 교환은 근본적으로 자원 공유 모델이다.

관련

• IP Internetworking and Transport Foundations — 패킷 교환 기반 IP 라우팅이 회선 교환을 대체한 인터넷 모델이다.
• LAN Architecture — LAN은 근거리, WAN은 광역이며, 둘 다 스위칭/계층화 개념을 공유한다.
• LAN Architecture와 WAN Switching — LAN의 MAC/frame forwarding과 WAN switching service의 차이를 비교한다.

출처

테스트 질문

• 회선 교환 3단계(설정/전송/해제)의 각 역할은 무엇인가?
• Blocking과 Non-blocking 네트워크 각각의 적합한 사용 사례는 무엇인가?
• 회선 교환이 음성에는 효율적이지만 디지털 버스트 트래픽에는 비효율적인 이유는?
• 공간 분할 스위칭이 "신호 경로가 물리적으로 분리된다"는 것은 어떤 의미인가?