[컴퓨터통신] 통계적 다중화 + 패킷 스위칭

목차 (OPEN)

• 📑 들어가며
• 🟥 통계적 다중화 + 패킷 스위칭
• 🟧 문제점 - 혼잡(congestion)
• 🟨 사용자 관점과 네트워크 운영자 관점에서 보면..
• 📚 결론

 

 

 

 

📑 들어가며

앞선 포스팅에서 봤듯이,

통계적 다중화는 한정된 자원인 링크를 여러 노드들이 공유하는 방식이었고,

패킷 스위칭은 데이터를 패킷 단위로 묶어서 전송하는 방식이었다.

 

그러나 이 두 개념이 같은 거라고 헷갈려 하는 사람들이 많은데,

엄밀히 말하자면 통계적 다중화 == 패킷 스위칭이 아니라,

보통은 통계적 다중화 + 패킷 스위칭으로 결합해서 사용하는 것이다.

 

 

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🟥 통계적 다중화 + 패킷 스위칭

이 두 개념을 결합하면,

결국 하나의 링크 안에는 여러 노드들의 패킷들이 섞여서 이동하는 구조가 된다.

 

 

즉, 링크 단위에서는 통계적 다중화가 일어나고,

데이터 단위에서는 패킷 스위칭이 일어나는 것이다.

 

패킷 스위칭은 데이터를 묶음 단위(패킷)로 보내는 방식이기 때문에

현대의 대부분 네트워크에서는 링크가 통계적 다중화 상태로 운영된다고 볼 수 있다.

 

 

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🟧 문제점 - 혼잡(congestion)

현실에서는 언제나 상황이 완벽하지는 않다.

통계적으로 '이 정도면 충분하겠지' 하고 링크 용량을 설정했다고 하더라도,

때에 따라서는 들어오는 트래픽(패킷)이 이 링크의 처리 용량을 초과할 수도 있기 때문이다.

 

따라서 이때는 패킷을 잠시 저장(buffering)해 두었다가

링크가 비면 순서대로 내보내야 한다.

그리고 바로 이 과정에서 버퍼링 지연(buffering delay)이 발생하게 된다.

 

즉, 링크 용량보다 트래픽이 많아지면 👉🏻 일시적으로 버퍼에 쌓아 둔다 👉🏻 그런데 버퍼가 꽉 차면 ?

👉🏻 더이상 저장이 불가능 하다. 👉🏻 결국 버퍼 오버플로우(buffer overflow)가 발생한다 !

 

그리고 이렇게 버퍼 오버플로우가 발생한 상태를 바로 혼잡(congestion)이라고 부르는 것이다.

 

 

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🟨 사용자 관점과 네트워크 운영자 관점에서 보면..

운영자 입장에서는 약간의 지연이 생기더라도,

버퍼를 두면 결국 모든 데이터가 언젠가 흘려보내지긴 할 거기 때문에

통계적 다중화 + 패킷 스위칭을 사용하면 자원을 낭비하지 않고, 효율적으로 사용할 수 있다.

 

그러나 사용자 입장에서는 버퍼링이 생기면 데이터 전송 지연(delay)이 발생하므로,

영상 스트리밍이나 실시간 게임처럼 지연에 민감한 서비스에서는 불편함을 느낄 수 있다.

(우리가 가끔 유튜브를 보다가 로딩중이 뜨는 등의 이유가 바로 이것 때문이다.)

 

 

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📚 결론

결국 통계적 다중화 + 패킷 스위칭은

자원의 효율성과 사용자 경험 사이의 균형점을 찾기 위한 구조라고 할 수 있다.

 

네트워크 운영자는 효율을 중시하고,

사용자는 안정적인 속도를 원하기 때문에

이를 적절하게 타협한 것이 오늘날 우리가 사용하는 인터넷을 가능하게 한 기술적 기반이 됨을 다시 한 번 알게 되었다 🌏