데이터링크와 전송제어 기법

💎 데이터링크와 회선제어

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💍 데이터링크계층의기능

1) 데이터링크란 : 한 지역에서 다른 지역으로 데이터를 전송 또는 수신 할 목적을 위한 도구이다.
2) 데이터링크 구성(세가지 종류)
-단방향통신 : 한방향으로 통신한다.
-반이중통신 : 양방향으로 통신하되, 동시에는 안된다.
-이중통신 : 동시 두방향 통신이 가능하다.

• 회선제어
  반이중통신에서 동시에 통신을 하게되어 신호간의 출돌이 발생하는 것을 막아주는 규칙이다.

• 데이터링크계층
  회선제어, 흐름제어, 오류제어 기능을 수행한다.

💍 회선제어 기능

1) ENQ/ACK 기법 : 두개의 스테이션이 묻고 답하면서 반이중통신의 충돌이 일어나지 않게한다.
-처음 A는 ENQ를 B에 보내서 '연결초기화' 한다
-연결 초기화 후 B가 ACK를 A에 보내서 데이터 수신 준비완료 상태임을 알린다.
-A는 데이터를 B에게 보내고 B는 ACK를 통해 A에게 잘받았다고 보낸다.

2) 폴링기법 : 하나의 스테이션이 주스테이션으로 나머지 스테이션은 종속 스테이션이 된다.

• 선택모드 : 주-스테이션이 데이터를 보낼 종속스테이션을 선택한다.(SEL 프레임전송) 그리고 종속스테이션이 ACK프레임으로 승낙하면 데이터를 보낼 수 있다.

• 폴모드 : 주-스테이션이 폴프레임을 각각의 종속스테이션에게 보내서 보낼 데이터가 있는지를 보고, 만약에 있다면 종속스테이션은 데이터를 보낸다. 그리고 주스테이션이 ACK프레임을 보내 데이터를 수락한다. 만약에 주스테이션이 폴을 보내고 종속스테이션이 줄 데이터가 없으면 NAK을 보낸다.

💍 흐름제어 기능 :

스테이션 사이에는 데이터 전송속도의 차이가 있다. 이러한 차이는 한 스테이션이 다른 스테이션에게 데이터를 줄때에 크기가 넘치게 되어서 데이터가 훼손 될 수 있따. 그래서 이 흐름제어는 이러한 전송속도의 차이로 인한 데이터의 훼손을 막기위해서 전송속도의 제한을 두는 제어 기능이다.

1) 정지대기 흐름제어 기법

• 전송측이 데이터를 보내면 수신측은 ACK로 확인한다.

• 이를 반복하고 다 전송하면 EOT를 보낸다.

• 장점 : 구조가 단순하다.

• 단점 : 비효율적이다.

2) 슬라이딩 윈도우 흐름 기법 : 전송한 프레임에 대한 ACK를 받지 않아도, 여러개의 프레임을 전송하는 기법이다.

• 윈도우 : 전송 및 수신 스테이션 양쪽에 각각 있는 버퍼의 크기

• ex) 전송측 윈도우에서 3개의 프레임을 보내면 전송측 윈도우의 크기가 -3이 됨 이 상태에서 ACK를 받으면 윈도우의 크기는 다시 +3이된다.

• 수신측 윈도우는 데이터를 받으면 버퍼가 찬다. ACK를 보내고 나면 오른쪽으로 슬라이딩 한다.

💍 오류제어기법 :

데이터 링크 계층에서는 오류검출 과정과 재전송 과정을 포함한다.

• ARQ : 데이터 전송 시 프레임이 손상되거나, 분실 됐을 때 재전송이 수행되는 과정 / 정지대기흐름제어(정지대기ARQ로 구현),
  슬라이딩 윈도우 흐름제어(GBn, SR ARQ의 형태로 구현)

1) 정지대기ARQ

• 정지 대기 ARQ 재전송 절차 :
  1) 전송스테이션은 전송 후 복사본 유지
  2) 식별을 위해 데이터 프레임과 ACK 프레임은 각각 0,1 의 값으로 번호 표시
  3) 프레임에서 오류 발견 시 NAK 프레임 반환, 전송측은 복사했던 프레임을 재전송
  4) 전송장치에는 타이머가 있어서 주어진 시간 내에 ACK가 오지 않으면 재전송 - 데이터orACK가 분실 된 경우

2) GBn ARQ 기법의 동작

• 프레임 3이 손상된 경우를 가정
  1) 프레임 3에서 오류가 발견되기 전에 6개의 프레임이 전송 됨
  2) 수신측은 ACK 3을 반환하여, 전송 측에 프레임 0,1,2가 잘 도착했다고 알림
  3) 프레임 3은 손상되었기 때문에 바로 NAK 3이 전송되고, 그 이후의 프레임 4,5는 폐기함
  4) 이때 전송측에서는 NAK3을 수신하여, 프레임 3이 잘못되었음을 알고 프레임이 3,4,5와 같은 일련의 프레임을 재전송함.

3) SR ARQ와 오류제어 기법의 특성

• SR ARQ : 손상 되거나 잃어버린 프레임만 재전송하는 방법

• 수신 스테이션은 어긋날 순서로 도착한 프레임을 다시 정렬하며, 재전송 프레임이 도착해서 정렬될 때까지 프레임들을 저장할 버퍼를 필요로 함

• 전송 스테이션은 정렬 과정을 통해 재전송을 해야하는 프레임을 선택하고, 선택된 프레임만을 재전송함

4) 오류제어 기법 특성비교

• 정지대기 ARQ : 구조가 간단하여 구현이 용이, 비효율적
• GBn ARQ : 비교적 구조가 간단, 효율성 향상, 널리사용됨
• SR ARQ : 가장 효율적, 구조가 복잡하여 유지보수 비용이 많이듬