데이터링크와 회선제어

회선제어

• ENQ/ACK 방식

  • 전용 전송링크로 구성된 두 스테이션 사이에 주로 사용

  • 두 스테이션 어느 쪽에서든 전송을 시작할 수 있음

  • 전송과정

    • A 스테이션이 ENQ 프레임을 전송하여 연결의 초기화를 진행
    • B 스테이션은 ACK을 전송하여 데이터 수신 준비되었음을 알림
    • 전송이 완료되면 EOP프레임을 전송하여 작업을 종료

  • 폴링 방식

    • 하나의 스테이션을 주 스페이션으로 지정하고 나머지는 종속 스테이션으로 구성해 사용
    • 전송과정
      • 주 스테이션이 SEL(선택) 프레임을 보내 전송할 데이터가 있음을 알림
      • 수신지 종속 스테이션은 ACK 프레임을 주 스테이션에 보내 준비를 알림
      • 선택된 종속 스테이션만이 링크 사용된을 획득
      • 다른 스테이션은 모두 전송 대기상태가 됨
      • 이후 주 스테이션으로부터 선택된 종속 스테이션으로 데이터 전송

    

  • 폴 모드

    • 주 스테이션이 다수의 종속 스테이션에 보낼 데이터가 있는지 여부를 확인해 데이터를 전송

    • 전송과정

      • 주 스테이션에서 폴 프레임을 전송
      • 스테이션 A, 스테이션 C는 NAK 프레임을 보냄(전송할 데이터가 없음)
      • 스테이션 B는 ACK 프레임을 보냄으로써 데이터 전송이 이루어짐
      • 데이터 전송이 끝나면 EOT 프레임을 전송해 종료

      

흐름제어

• 흐름제어의 정의
  • 수신장치로 들어오는 데이터를 처리할 수 있는 속도와 데이터를 저장할 수 있는 메모리에는 제한
  • 수신장치가 전송장치를 조절할 수 있도록 유도하는 기능
  • 전송 데이터의 양을 제한하기 위해 사용하는 절차
• 흐름제어의 특징

  • 데이터 프레임을 수신한 스테이션은 이에 대한 응답으로 ACK 프레임을 전송

  • 프레임마다 하나의 ACK 프레임을 전송하는 방법과 여러 프레임에 하나의 ACK 프레임을 보내는 방법이 있음

  • 데이터 프레임이 손상되었다면 이에 대한 오류제어 메시지를 전송

  • 대표적인 방법에는 정지-대기 방식과 슬라이딩 윈도우 방식 등

  • 정지 - 대기 방식

    • 데이터 프레임을 전송한 후 각 데이터 프레임에 대한 ACK 프레임이 도착하면 다음 데이터 프레임을 전송
    • EOP 프레임이 전송되면 데이터 전송이 종료
    • 구조가 간단하다는 장점이 있으나 효율성이 떨어져 활용도가 낮음

    

  • 슬라이딩 윈도우 방식

    • 정지-대기 방식의 비효율성을 개선
    • 전송한 프레임에 대한 ACK 프레임을 수신하지 않더라도 여러 프레임을 연속으로 전송하도록 허용
    • 이미 전송 했으나 ACK 프레임을 받지 못한 프레임을 보관할 필요가 있으기 때문에 윈도우라는 개념을 도입

  • 윈도우

    • 전송 및 수신 스테이션 양쪽에서 만들어진 버퍼의 크기에 해당하는 용어

    

    

오류제어

정지-대기 ARQ 방식

1. 전송지 스테이션은 전송한 프레임에 대한 ACK 프레임을 받을 때까지 프레임의 복사본을 유지
2. 식별을 위해 데이터 프레임과 ACK 프레임은 각각 0,1 값으로 번호를 부여
3. 만약 프레임에서 오류제어가 발견 시 NAK 프레임이 반환, 전송지는 복사해 두었던 동일한 프레임을 재전송
4. 전송장치에는 타이머가 있어서 주어진 시간 내에 ACK가 오지 않으면 재전송을 수행

GBn ARQ 방식

• 프레임 3에서 오류가 발견되기 전에 6개의 프레임이 전송
• 수신 측은 ACK 3반환하여 전송 측에 프레임 0,1,2가 잘 도착했다고 알림
• 프레임 3은 손상되었기 때문에 곧바로 NAK 3이 전송되고 그 이후의 프레임 4,5는 폐기
• 이때 전송 측에서는 NAK 3을 수신, 프레임 3이 잘못되었음을 알고 프레임 3,4,5와 같은 일련의 프레임을 재전송

• 데이터 프레임이 분실된 경우

  

SR ARQ 방식

• 손상되거나 잃어버린 프레임만 다시 전송
• 선택적으로 재전송

데이터링크 계층의 오류제어 방식 비교

• 정지-대기 방식 : 구조가 간단해 구현하기 용이하지만 비효율적이어서 활용도가 낮음
• GBn ARQ 방식 : 구조가 간단하고 효율성이 향상되어 가장 널리 사용
• SR ARQ 방식 : 가장 효율적이지만 구조가 복잡해 유지 관리 비용이 높아지므로 필요한 경우에만 사용

데이터링크 프로토콜

다중화와 교환기술

패킷 전송의 개념과 다중화

• 일반적으로 데이터통신 시스템은 다중화 과정, 역 다중화 과정을 포함
• 다중화기: n개의 입력 디바이스가 동시에 하나의 데이터링크를 상호 공유하도록 해주는 장치
• 역 다중화기: 다중화기의 반대 개념

다중화 기술의 종류

• 주파수 분할 다중화

  • FDM
  • 데이터 링크의 주파수 대역폭을 몇 개의 작은 주파수 대역으로 나누어 각각 부채널로 재구성하여 각 디바이스로부터 나오는 신호를 동시에 전송하는 방식

  

• 시분할 다중화

  • TDM
  • 채널에 할당된 데이터 전송 허용시간을 일정한 시간 슬롯으로 나누고 채널도 다시 부채널로 나누어 각 시간 슬롯을 부채널에 순차적으로 할당해 사용하는 방식