왠

왠(WAN, Wide Area Network)은 드넓은 지리적 거리/장소를 넘나드는 통신 네트워크 또는 컴퓨터 네트워크이다. 왠은 종종 전용선과 함께 구성된다. 사업, 교육, 정부 기관들은 광역 통신망을 사용하여 세계의 다양한 지역의 직원, 학생, 고객, 구매자, 공급자에게 데이터를 중계한다. 본질적으로 이러한 방식의 전기통신은 장소에 관계없이 날마다 비즈니스가 효율적으로 수행될 수 있도록 도와준다. 인터넷은 왠으로 간주될 수 있다. 그 밖의 관련 통신망은 영역에 의해 구분되는데, 개인 통신망(PAN, Personal Area Network), 근거리 통신망(LAN, Local Area Network), 캠퍼스 통신망(CAN, Corporate Area Network), 도시권 통신망(MAN, Metropolitan Area Network)이 있다.

개요

왠의 문서적 정의는 지역, 국가, 세상 범위까지 구성된 컴퓨터 네트워크이다. 왠은 랜 유저들이 다른 지역에 있는 랜 사용자들과 데이터 통신을 할 수 있도록 해 준다. 컴퓨터 네트워크 프로토콜 관점에서 설명하자면, 왠은 먼 거리에 있는 랜이나 도시권 통신망으로 데이터를 전송하는 데 쓰이는 네트워크이다. 상대적으로 빠른 랜 망을 사용하여 왠을 구성하지 않는 것은, OSI 모델의 하부 레이어는 먼 거리에 있는 많은 네트워크망을 사용하도록 제작되어 있지 않기 때문이다. 캠퍼스 통신망은 여러 개의 랜을 묶어서 상호 간 고속으로 통신할 수 있도록 구성한다. 많은 왠은 특정한 조직이 해당 조직 내에서만 사용하고 있다. 그 외의 왠은, 보통 인터넷 서비스 공급자가 공급하는 망을 통해서 다른 기관의 네트워크에 접속하는 역할을 진행한다. 기업에서 사용하는 왠은 보통 인터넷 서비스 공급자가 제공하는 비싼 기업 전용망을 사용한다. 기업 전용망의 끝에는 라우터 같은 OSI 3계층 장비를 사용하여, 랜과 왠을 연결한다. 비싼 기업 전용망 대신 패킷 스위칭 등의 방법으로 좀 더 저렴한 통신망을 사용하기도 한다.

특징

왠은 랜과 랜을 연결하여 광범위한 지역 단위로 구성하는 네트워크를 의미한다. 왠은 물리적으로 넓은 범위를 가지기 때문에 랜보다 훨씬 속도라 느리지만(수십 Kbps, 전용선 10~100Mbps) 인터넷 서비스 제공업체(ISP, Internet Service Provider)에서 관리하며 허가 없이 네트워크를 구축할 수는 없지만, 전문 업체가 관리하기 때문에 관리가 용이하다. 랜과 비교해 상대적으로 먼 거리를 연결할 수 있지만 구축 비용이 랜과는 비교할 수 없을 정도로 많이 소요되고 랜과 비교해 복잡한 구조로 되어 있다. 왠은 링크 계층 프로토콜(2계층)을 사용하고 지역에 제한이 없다.

연결 방식

• 점 대 점 방식(point-to-point)

점 대 점 방식은 두 개의 지점만을 연결하는 네트워크로서 속도와 대역폭이 지정되어 있으며 안정성면에서 뛰어나다. 네트워크를 구축하려면 상당한 비용이 든다.

• 그물 방식(mesh)

그물 방식은 구름 형태(cloud)의 공중망을 활영하여 왠을 구성하는 것이다. X.25, 프레임 릴레이, ISDN, ATM, B-ISDN 등이 해당된다. 그물 방식 왠의 장점은 점 대 점 방식을 사용하는 것보다 비용을 상당히 줄일 수 있다.

• X.25망

X.25망은 음성 전용으로 설계된 일반 전화망이 데이터 통신에 부적합하다는 문제를 극복하기 위해 국제전신전화 자문위원회(CCITT)가 X.25 권고안을 1970년대 중반에 제정하였다.

• 프레임 릴레이(Frame relay)

프레임 릴레이는 X.25의 복잡한 기능을 상당 부분 단순화시켜 데이터의 고속 전송이 가능하도록 고안된 네트워크이다. 프레임 릴레이는 X.25보다 빠른 속도를 보유하고 있다.

• 비동기 전송 방식(ATM, Asynchronous Transfer Mode)

왠 기술에 뿌리를 둔 비동기 전송 방식이 각광받는 LAN 연결망으로 데뷔한 것은 1989년이다. 비동기 전송 방식의 장점은 데이터를 53바이트 크기의 데이터 묶음으로 전송하는 한편 비디오, 음성 등 각종 멀티미디어 데이터를 할당된 대역에 따라 보낸다는 점이다. 이러한 이유로 비동기 전송 방식은 영상 회의, VOD 등 멀티미디어 관련 소프트웨어 전송에 적합한 네트워크로 평가받고 있다.

분류

전용회선 방식

전용회선은 가입자의 송수신 양단간에 통신회사의 장비를 거쳐, 항상 사용할 수 있는 유일한 경로를 제공한다. 전용선을 연결할 때는 데이터 회선 종단 장치(DCE, Data Communication Equipment or Data Circuit-terminating Equipment)라는 장비를 사용하며, 통신회사의 교환 장비까지 통신하는 데 사용한다. 데이터 회선 종단 장치에는 전송속도를 56/64Kbps까지 제공하는 디지털 전송 장비(DSU, Digital Service Unit), T1(1.544Mbps), E1(2.048Mbps)까지 가능한 채널 서비스 장치(CSU, Channel Service Unit)와 그 밖에 FDSU(Fractional DSU), HSM(High Speed Modem) 등이 있다. 이에 반해 라우터와 같은 장비를 데이터단말장치(DTE, Digital Terminal Equipment)라 한다. 전용선에서 주로 쓰이는 통신 프로토콜로는 HDLC(Hi-level Data Link Control), PPP(Point-to-Point Protocol) 등이 있다. 전용회선은 거리와 속도에 따라 차등적인 요금이 월정액으로 부과된다.

• X.25

X.25는 국제전신전화자문기구(CCITT, Consultative Committee for International Telegraph and Telephone)에서 1976년 처음 권고안이 발표되었다. X.25는 OSI 모델 중 3계층에 해당하며, 공중망에 필요한 모든 요소를 갖추고 있는 프로토콜이다. X.25는 패킷전송용으로 개발되었으며, 데이터링크 프로토콜로는 평형 링크 접속 프로토콜(LAPB, Link Access Procedure, Balanced)을 사용한다. X.25에서는 망 측을 DCE라하고, 가입자 측을 DTE라 정의하며, X.25 규격에 의한 X.25용 주소(NUA 번호)를 이용하여 패킷의 경로를 설정한다. 네트워크 계층에서는 논리 채널 다중화, 전송오류 감지, 재전송제어 등의 임무를 수행하며, 데이터링크 계층인 평형 링크 접속 프로토콜에서는 순서제어와 재전송제어, 프레임 다중화, 전송에러 검출 등을 담당한다.

• 장단점

X.25의 장점으로는 경로에 장애가 발생하더라도 패킷 단위로 다른 경로를 스스로 선택하여 우회할 수 있는 우회경로(AR : Alternator Root or RR : Re Root) 기능이 있다. 에러 발생 시 바로 재전송을 시행하며, 보안성이 매우 좋다. 각종 LAN과도 별 무리 없이 연동할 수 있으며 여러 가지 부가기능을 제공할 수 있어, 서비스 수행 능력이 좋다. 손쉽게 각종 응용 프로그램을 개발할 수 있다. 종량제이므로 망 접속 시간과 데이터 전송량이 제한적이라면 전용선과 비교해 경제적이다. 단점으로는 축적교환 방식이므로, 전송을 위해 다소의 지연시간이 발생한다. 실시간 데이터 처리에는 부적합하다. 대역폭의 한계가 있다. (56Kbps까지) 멀티미디어나 대용량 데이터를 처리하기에는 부적합하다.

회선교환 망 방식

회선교환 망 방식은 데이터 통신에 있어 두 지점 사이의 단일 접속에 전념하기 위해, 접속 시간 동안 물리적인 경로가 취득되는 네트워크의 한 형태이다. 일반적인 음성 전화 서비스가 회선 교환 방식이다. 전화회사는 통화가 진행되는 시간 동안 전화를 거는 번호에 물리적인 특정 경로를 지정한다. 그 시간 동안에는 누구라도, 그 통화와 관련해 지정된 물리적인 회선을 사용할 수 없다. 데이터 통신을 구분하는 또 하나의 기준은 송신자와 수신자 사이를 전용 통신로로 연결하는가에 따른 것이다. 즉, 전화망의 경우 회선 설정, 데이터 전송, 회선 해제의 단계를 거치는데 이러한 통신 방식을 회선 교환이라 한다. 회선 교환에는 각 물리적 링크마다 연결을 위한 채널이 전용된다. 경로 연결은 데이터 전송이 시작되기 전에 이루어지고, 사용자가 요구한 채널 용량은 경로상의 각 노드 쌍 사이에 예약되며, 통신망의 각 노드는 요구된 접속을 조정할 수 있는 교환 능력을 갖추고 있어야 한다. 사용자의 호(call)가 접속되기 위해 연결 설정 지연시간이 걸리지만, 회선이 설정되면 통신망은 사용자에게 투명한 전송을 할 수 있다. 그러나, 회선교환 망 방식은 사용자가 데이터를 전송하지 않을 때도 채널을 전용하기 때문에 회선을 비효율적으로 사용하게 된다. 회선 교환 방식은 송수신 터미널 간에 통신을 수행할 때마다 고속 고품질의 통신 경로를 설정하여 데이터를 교환하는 방식으로, 공간 분할 회선 교환 방식(SDS, Space Division Switching)과 디지털 전송 기술을 이용하는 시분할 회선교환 방식(TDS, Time Division Switching)이 있다.

• 공간 분할 교환 방식

공간 분할 교환 방식은 기계식 접점과 전자 교환기의 전자식 접점 등을 이용하여 교환을 수행하는 방식으로, 음성 전화용 교환기가 공간 분할 교환 방식에 속한다. 공간 분할 교환 방식은 기존의 음성용 전화 회선망을 그대로 이용할 수 있어 간단한 저속 데이터 전송에 매우 효과적이고, 본래가 음성용이므로 데이터 통신을 위해서 융통성이 적고 오류율이 높다. 속도나 코드의 변환이 어렵다.

1단계 공간 분할 교환 방식은 장치 대 장치 사이클 크로스바 매트릭스 형태의 공간으로 분할하는 방식이다. 입력 회선이 a개, 출력 회선이 b개일 때, 교차점의 개수는 a×b개가 된다. 연결되면 전송 지연이 없고, 데이터 전송이 완결될 때까지 연결 상태가 지속한다. a×b개의 교차점 중에서 실제 이용되는 교차점은 b개이므로, 비효율적이다. 교차점의 수가 연결된 장치의 수에 비례하여 늘어나므로, 대규모 시스템은 구현하기 어렵다. 하나의 교차점이 고장 나면 그곳에 의존하는 두 장치가 연결될 수 없다. 다단 공간 분할 교환 방식은 1단 교환 방식의 단점을 보완한 방식이다. 교차점의 수를 줄일 수 있고, 크로스바의 이용도가 높아진다. 장치 대 장치를 연결하는 경로가 하나 이상 존재하므로, 신뢰도를 향상할 수 있다. 상대방이 통화 중이 아니더라도 연결할 중간 회선이 없으면 연결되지 않을 수 있다. 제어 체계가 복잡하다.

• 시분할 교환 방식

시분할 교환 방식은 전자 부품이 갖는 고속성과 디지털 교환 기술을 이용하여 다수의 디지털 신호를 시분할 적으로 동작 시켜 다중화하는 방식이다. 데이터 전용 회선 교환 방식에 이용되고, 시분할 교환 방식에는 TDM 버스 교환 방식, 타임 슬롯 교환 방식, 시간 다중화 방식이 있다.

• 장단점

회선교환 망 방식은 회선을 마치 전용선처럼 사용하기 때문에 많은 양의 데이터 전송에 적합하다. 음성이나 동영상과 같은 연속적이면서 실시간 전송이 요구되는 통신에 적합하다. 통신 경로가 일단 설정되면 교환기에서의 처리 지연이 거의 없다. 사용자에게 시간상으로 투명한 데이터 전송을 제공한다. 단점으로는 회선의 독점으로 실질적인 통신이 이루어지지 않고 있는 동안은 비효율적이다. 연결이 설정되면 송수신 측은 동일한 전송 속도로 연결되어야 하므로 다양한 속도를 갖는 스테이션 간의 통신에 제약이 발생한다. 통신 경로가 설정되면 데이터를 그대로 전송하기 때문에 교환망 내에서 에러 제어 기능을 수행하기 어렵다. 실시간 전송보다는 에러 없는 데이터 전송이 요구되는 구조에서는 부적합하다.

패킷 교환망 방식

패킷 교환망은 보내고 싶은 문자, 부호 등을 패킷 형태로 보내는 방식으로 정보의 묶음인 패킷은 패킷 교환망을 사이에 두고 전송되며, 이때 직접 상대방의 단말기나 컴퓨터로 바로 보내지는 것이 아니라 패킷 교환망 내의 패킷 교환기에 일시적으로 축적되었다가 패킷 교환기가 가장 신속하게 패킷을 전송할 수 있는 전송로나 한가한 전송로를 선택해 패킷을 보내는 방식의 교환망이다.

• 특징

패킷 교환 방식은 패킷을 일시 저장했다가 수신처에 따라 적당한 경로를 선택해서 전송하는 방식이다. 음성 전송보다는 데이터 전송에 더 적합하다. 패킷 교환망은 OSI 참조 모델의 네트워크 계층에 해당하고 패킷형 터미널을 위한 DTE와 DCE간의 접속 규정은 X.25이다. 메시지를 작은 데이터 조각인 패킷으로 블록화한다. 패킷망에서 전달할 수 이쓴 패킷의 최대 크기는 1,024비트나 2,048비트로 제한을 두고 있다. 패킷 교환 방식은 데이터 흐름이 많거나 교환기가 고장이 있어도 우회해서 전달될 수 있는 융통성이 존재한다. 하나의 통신회선을 여러 사용자가 공유할 수 있으므로 회선 이용률이 높다. 트래픽 양이 적을 경우뿐만 아니라 많을 경우에도 적절하게 사용할 수 있다. 패킷 교환 방식은 빠른 응답을 원하는 데이터 전송에 적절한 방식이다. 가상회선 방식과 데이터그램 방식이 있다. 전송에 실패한 패킷의 경우 재전송이 가능하다. 패킷 단위로 헤더를 추가하므로 패킷별 오버헤드가 발생한다.

• 가상 회선 방식

패킷을 전송하기 전에 미리 가상적인 경로을 확보하여 전송하는 방식으로 삽입 흐름이나 오류 제어를 서브넷에서 지원하기 때문에 데이터그램 방식보다 오류가 적다. 패킷의 송신 순서와 수신 순서가 바뀌지 않기 때문에 데이터그램 방식에 비해 복잡하지 않다. 단말기 상호간에 논리적인 가상 통로 회선을 미리 설정하여 송신자와 수신자 사이의 연결을 확립한 후에 설정된 경로를 따라서 패킷들을 순서적으로 운반하는 방식이다. 정보 전송 전에 제어 패킷에 의해 경로가 설정된다. 패킷의 발생 순서대로 전송된다. 통신이 이루어지는 컴퓨터 사이에 데이터 전송의 안정성과 신뢰성이 보장된다. 별도의 호(Call) 설정 과정이 있다는 것이 회선 교환 방식과의 공통점이다.

• 데이터그램 방식

데이터 전송 시 일정 크기의 데이터 단위로 쪼개어 특정 경로의 설정 없이 전송되는 방식으로 패킷에 독립성을 부여하여 중간 노드에 문제가 발생하여도 우회하여 목적지에 도착할 수 있는 방식이다. 따라서 목적지가 같은 패킷이라도 다른 전송로를 진행할 수 있어서 매우 융통성이 있고 소수의 패킷을 전송하는 경우에 유리하다. 데이터그램 패킷은 언제든 순서가 뒤바뀔 수 있기 때문에 수신측에서는 순서적으로 재 조립해야 한다. 연결 경로를 설정하지 않고 인접한 노드들의 트래픽(전송량) 상황을 감안하여 각각의 패킷들을 순서에 상관없이 독립적으로 운반하는 방식이다.패킷마다 전송 경로가 다르므로 패킷은 목적지의 완전한 주소를 가져야 한다. 네트워크의 상황에 따라서 적절한 경로로 패킷을 전송하기 때문에 융통성이 좋다. 순서에 상관없이 여러 경로를 통해 도착한 패킷들은 수신 측에서 순서를 재 정리한다.

참고자료

• 광역 통신망 위키백과 - https://ko.wikipedia.org/wiki/%EA%B4%91%EC%97%AD_%ED%86%B5%EC%8B%A0%EB%A7%9D
• 6장 컴퓨터 통신과 인터넷 강원대학교 컴퓨터공학과 - https://cs.kangwon.ac.kr/~leeck/intro_computer/IC_06.pdf
• 심형섭, 〈6. (WAN) WAN의 종류〉, 《데이터넷》, 2002-04-22
• 앤디, 〈회선 교환망(Circuit Switched Network)〉, 《네이버 블로그》, 2007-03-01
• LIB, 〈제13절 패킷 교환망〉, 《네이버 블로그》, 2016-04-30
• 류프리, 〈12. 데이터 회선망〉, 《티스토리》, 2017-08-02
• 좋은사람, 〈데이터 교환 방식 - 회선 교환 방식〉, 《네이버 블로그》, 2018-01-21

같이 보기

• 네트워크
• 통신
• 랜

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