패킷(Packet)

패킷이란?
: 네트워크를 통해 데이터가 전송되는 기본 단위
데이터를 작은 조각으로 나누어 전송 ≫ 이 조각들이 패킷
패킷 스위칭 방식에서 각 패킷은 독립적으로 전송됨

 

 

패킷의 구성 요소

 

1. 헤더 (Header)

• 출발지 주소 (Source Address) : 패킷을 보낸 기기의 IP 주소
• 목적지 주소 (Destination Address) : 패킷을 받을 기기의 IP 주소
• 패킷 번호 (Packet Number) : 데이터가 분할된 경우, 각 패킷의 순서
• 제어 정보 (Control Information) : 패킷의 처리와 전송을 위한 정보
• 프로토콜 정보 (Protocol Information) : 패킷이 사용하고 있는 통신 프로토콜에 대한 정보

2. 데이터 (Data or Payload)

• 실제 전송되는 데이터가 포함됨
• 예) 텍스트, 이미지, 비디오 등

3. 트레일러 (Trailer)

• 오류 검출 코드 (Error Detection Code) : 데이터의 무결성을 확인하기 위한 코드
• 패킷의 끝을 알리는 역할

 

패킷 전송 과정

 

1. 데이터 분할

• 큰 데이터를 전송하기 위해서는 먼저 작은 패킷으로 분할해야 함
• 예) 큰 파일을 전송할 때, 파일을 여러 패킷으로 나누어 전송

2. 패킷 구성

• 각 패킷은 헤더, 데이터, 트레일러로 구성됨
• 헤더에는 출발지와 목적지 주소, 패킷 번호 등의 정보가 포함됨

3. 패킷 전송

• 각 패킷은 독립적으로 네트워크를 통해 전송됨
• 패킷은 여러 경로를 통해 목적지로 전달될 수 있음
• 라우터와 스위치 : 패킷을 올바른 경로로 전송하는 역할
  • 라우터 (Router) : 패킷을 목적지 IP 주소로 전달하는 역할
  • 스위치 (Switch) : 패킷을 목적지 MAC 주소로 전달하는 역할

라우터와 스위치의 차이
라우터 : 3계층(네트워크 계층)에서 작동하며 기본적으로 네트워크를 다른 네트워크에 연결하기 위해 사용됨
스위치 : 일반적으로 2계층에서 동작하며 패킷을 연결하고 정렬해 LAN 내의 디바이스로 트래픽을 분배함

≫ 일부 스위치는 3계층에서 동작할 수 있고 일부 라우터는 스위칭 역할을 수행할 수 있지만, 일반적으로 스위치는 LAN에서 동작하고 라우터는 대체로 LAN을 인터넷과 광역 네트워크(WAN)의 다른 라우터에 연결함

 

패킷 스위칭

• 독립적 전송
  • 각 패킷은 독립적으로 전송되며, 서로 다른 경로를 통해 목적지에 도달할 수 있음
  • 예) 고속도로에서 여러 차량이 각자 다른 경로를 통해 목적지로 향하는 것
  • 네트워크에서 각 패킷은 가장 빠르고 효율적인 경로를 선택하여 전송됨
• 장점
  
  • 효율성 : 네트워크 자원을 효율적으로 사용함
  • 유연성 : 다양한 경로를 통해 전송되므로 특정 경로에 장애가 발생해도 다른 경로를 통해 전송할 수 있음
  • 신뢰성 : 손실된 패킷만 다시 전송할 수 있으므로 전체 데이터를 다시 전송할 필요가 없음

4. 패킷 재조합

• 목적지에서 패킷을 수신하면, 패킷 번호를 이용하여 원래의 데이터로 재조합
• 모든 패킷이 도착하지 않거나, 손상된 경우 다시 요청할 수 있음

5. 오류 검출 및 수정

• 트레일러에 포함된 오류 검출 코드를 이용하여 데이터의 무결성을 확인함
• 오류가 발견되면, 해당 패킷을 다시 요청하거나 수정함

 

패킷 스위칭 예시 비유

 

예) 큰 책을 한 번에 보내기 어려운 경우 여러 편지 봉투에 나누어 보내는 것

• 각 편지 봉투에 출발지 주소와 목적지 주소를 적고, 내용물을 나누어 넣음
• 각 봉투는 독립적으로 발송되며, 서로 다른 경로를 통해 목적지에 도달할 수 있음
• 일부 봉투가 손실되거나 손상되면, 해당 봉투만 다시 요청하여 보냄
• 우체국(라우터, 스위치)에서 각 편지를 전달함
• 받는 사람은 모든 편지를 받아 원래 책으로 재조합함