패킷 교환(Packet Switching)에 대해 알아보겠습니다.

Ⅰ. 패킷 교환이란 ?

 데이터를 일정 크기의 작은 단위인 패킷(Packet) 으로 분할하여 네트워크를 통해 개별적으로 전송하는 방식입니다. 각 패킷에는 목적지 주소와 제어 정보가 포함되어 있으며, 서로 다른 경로를 거쳐 도착할 수 있습니다. 목적지에서는 다시 원래의 데이터로 재조립합니다.

이 방식은 오늘날 인터넷, LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network) 등 대부분의 네트워크에서 표준처럼 사용되고 있습니다.

 

Ⅱ. 패킷 교환 동작 원리

 ⅰ. 데이터 분할
   : 송신 측에서 전송할 데이터를 일정 크기로 나누어 패킷(데이터 블록)으로 만듭니다.
 ⅱ. 개별 전송
   : 각 패킷은 고유의 헤더에 목적지 주소 및 제어 정보를 담아 네트워크로 전송됩니다.
 ⅲ. 동적 경로 설정
   : 네트워크 상황(혼잡, 장애 등)에 따라 각 패킷은 서로 다른 경로를 통해 목적지로 전달될 수 있습니다.
 ⅳ. 재조립
   : 수신 측에서는 패킷의 순서 번호와 무결성을 확인한 뒤, 원래의 데이터로 다시 조립합니다.

Ⅲ. 패킷 교환 주요 특징

 ⅰ. 유연성 : 네트워크 혼잡 시 패킷이 다른 경로로 우회 가능 → 장애에 강함
 ⅱ. 효율성 : 여러 사용자가 동시에 대역폭을 공유 가능
 ⅲ. 빠른 오류 복구 : 일부 패킷만 재전송하면 되므로 전체 전송에 비해 복구 속도가 빠름

Ⅳ. 패킷 교환 장·단점 분석

장점	단점
네트워크 자원을 효율적으로 공유 가능	패킷이 순서대로 도착하지 않을 수 있음
네트워크 장애에 유연하게 대응	패킷 분실·지연·중복 발생 가능 (재전송 필요)
회선 교환보다 높은 자원 활용률	실시간 서비스(음성·영상)에서는 지연 문제가 발생할 수 있음

Ⅴ. 패킷 교환 데이터 처리 방식

 ⅰ. 캡슐화 : 송신자가 데이터에 헤더(주소, 제어 정보 등)를 붙여 패킷을 생성
 ⅱ. 라우팅 : 패킷은 라우터를 거치면서 경로가 동적으로 결정됨
 ⅲ. 재조립 및 검증 : 수신 측에서 패킷 번호를 확인해 원래 데이터로 복원하며, 체크섬 등을 통해 오류를 검사

Ⅵ. 패킷 교환 대표적인 예시

 ⅰ. 인터넷(IP 네트워크) – 웹, 이메일, 파일 전송 등
 ⅱ. Ethernet 기반 LAN – 사내 네트워크, 데이터 센터
 ⅲ. TCP/IP 프로토콜 스택 – 데이터그램, 가상 회선 방식
 ⅳ. VoIP 및 화상회의 – 음성·영상 패킷 전송

Ⅶ. 패킷 교환 실제 동작 예시

 ⅰ. 패킷 교환 네트워크 흐름

   1) 컴퓨터가 데이터를 패킷 단위로 분할하여 전송
   2) 라우터(중계 장치)를 거치면서 최적 경로 선택
   3) 서로 다른 경로를 거친 패킷이 목적지에서 다시 합쳐져 원래 데이터로 복원
 

 ⅱ. TCP/IP 통신 흐름

   1) 송신지와 수신지 간 패킷은 서로 다른 경로를 통해 이동
   2) 전송 과정에서 일부 패킷은 지연·유실·순서 변경이 발생 가능
   3) 수신지에서 패킷 번호를 기준으로 순서를 재조정 후 데이터 완성