데이터링크 계층
OSI 모델의 2번째 계층인 데이터링크는 네트워크 장치간 데이터 전송을 담당합니다. 물리계층과 네트워크 계층 사이에 위치하여 물리적 전송로를 통해 데이터를 신뢰성있게 전달하고 오류를 감지 및 수정하는 역할을 합니다.
언제나 그랬듯이 예시 먼저 보시죠.
생활 속 예시
우리는 편지를 쓸 때, 내용을 종이에 적고 편지지로 감싸서 상대방의 정보와 내 정보를 적습니다. 이게 데이터링크 계층에서 말하는 프레임 입니다.
편지를 보낼 때 봉투에 받는 사람의 정보를 무조건 기입해야 전달할 수 있을겁니다. 컴퓨터도 데이터를 보낼 때 주소를 사용해야 하는데 이 주소는 컴퓨터의 MAC 주소입니다.
아.. 편지를 보냈는데 비가 너무 많이와서 찢어져버려서 우체부 아저씨가 다시 보내야할 것 같다고 전화를 줬습니다. 이처럼 데이터링크 계층도 전송 중 데이터가 손상되면 그것을 식별하여 수정할 수 있도록 합니다.
한번에 모아서 편지를 보내는 것보다 1일 1편지 하는게 마음 전달도 잘되고 누락없이 받을 수 있겠죠? 데이터 링크계층에는 너무 많은 데이터를 한꺼번에 보내지 않도록 조절하는 기능이 있고 충돌이 생기지 않게 누가 먼저 보낼지 정해주는 역할을 합니다!
데이터링크의 주요 기능
위의 예시로 어느정도 감이 오셨을 것이라고 생각이 듭니다. 이제 데이터링크 계층에 대하여 자세히 알아보겠습니다.
1. 프레임화
데이터 링크 계층은 상위 계층에서 받은 내용을 작은 블록 단위로 나누어 프레임 단위로 변환합니다. 프레임에는 데이터 이외에도 시작과 끝을 표시하는 비트 패턴, 오류 검출용 체크섬 등의 제어 정보가 표시되며 이러한 프레임화를 통하여 데이터가 올바르게 전송 및 수신될 수 있습니다.
2. 주소 지정
네트워크 내의 장치를 식별하기 위하여 물리적 주소인 MAC 주소를 사용합니다. MAC 주소란 네트워크 인터페이스 카드에 할당된 고유 식별자이며 데이터가 전송될 때 송신자는 수신자의 MAC 주소를 프레임에 포함시켜 목적지로 전달합니다.
3. 오류 검출 및 수정
데이터가 전송되는 동안 발생할 수 있는 오류를 감지하고 수정합니다. 대표적 오류 검출 방법으로는 패리티 비트, 체크섬, 순환 중복 검사(CRC) 등이 있으며 오류 감지가 되면 재전송합니다.
4. 흐름 제어
송신자가 수신자의 처리 능력을 넘어서는 속도로 전송하지 않도록 제어합니다. 이를 통해 네트워크 혼잡을 방지하고 손실을 줄일 수 있습니다.
5. 접근 제어
공유된 네트워크 매체에서 여러 장치가 데이터를 전송하고자 할 때 충돌이 나지 않도록 제어합니다.
데이터를 전송할 때 케이블의 통신 상황을 감시하여 채널이 열리면 송신을 개시하는 임의의 다중접속 프로토콜인 CSMA가 사용됩니다.
유선의 경우 전송 후 충돌을 감지하여 재전송을 시도하는 방식인 CSMA/CD, 무선의 경우 사전에 채널 사용여부를 확인하고 일정시간 대기 후 전송하여 충돌을 회피하는 방식인 CSMA/CA 방식을 채택하고 있습니다.
데이터링크 계층의 서브 계층
데이터 링크는 두 개의 서브 계층, LLC와 MAC으로 나뉩니다.
1. LLC(Logical Link Control) 서브 계층
상위 계층인 네트워크 계층과의 인터페이스를 담당하며 다중화와 데이터 흐름 및 오류 제어 기능을 담당합니다.
2. MAC(Media Access Control) 서브 계층
물리적인 전송 매체에 직접 접근하는 것을 제어하며, 주로 MAC 주소를 이용하여 데이터 프레임을 네트워크 상 한 장치에서 다른 장치로 전송하는 역할을 수행합니다.
마치며,
이처럼 데이터링크 계층은 네트워크 상에서 데이터가 안전하고 효율적으로 전달될 수 잇도록 여러가지 기능을 수행합니다. 다양한 네트워크 환경에서의 통신을 가능케 하는 중요한 역할을 수행합니다.
