데이터 링크의 부계층 (DLC, MAC)

부계층??? (Sublayer)

네트워크 계층 모델(OSI 7계층, 인터넷 프로토콜 스위트 등)에서는 네트워크를 여러 계층으로 나누어 설명한다. 한 계층 안에서도 여러 기능이 나눈다면 세부적으로 계층을 나눌 수 있다. 이를 부계층(sublayer)이라고 한다.

데이터링크의 부계층

OSI 계층에서는 데이터링크 계층을 또 쪼개서 두 개의 계층으로 나눈다.

• DLC (Data Link Control) - 데이터링크제어 부계층

데이터링크에서는 프레임(Frame)이 기본 주고받는 단위이다. DLC는 이 프레임을 어떻게 주고받을지 약속한 계층이다. 예를 들어 프레임에 번호를 어떻게 붙일 지, 오류를 어떻게 검출할지, 어떤 지국에게 프레임을 보낼지와 같은 약속이 DLC계층의 몫이다.

• MAC (Media Access Control) - 매체접근제어 부계층

한 매체에는 단 두 개의 지국만이 독점적으로 사용할 수도 있고, 여러 지국이 동시에 한 매체에 접속되어있을 수도 있다. 두 개만 서로 연결된 링크를 P2P 링크라고 부르고, 여러개가 동시에 접속된 경우 브로드캐스트 링크라고 부른다.

P2P링크의 경우 각 지국 입장에서 데이터를 주고받을 대상이 서로 밖에 없기 때문에 그냥 데이터를 주고받으면 된다. 그러나 브로드캐스트 링크의 경우 생각할 게 좀 더 많아진다. 매체를 공유하기 때문에 필연적으로 발생하는 충돌때문이다. 예를 들어 한 동축케이블에 모든 지국이 물리적으로 동시에 접속되어있다고 생각하자. 두 지국이 동시에 전압을 변화시켜 신호를 보낸다면 서로의 신호가 간섭되어 데이터를 전송받는 지국들은 무슨 소리인지 못알아들을 것이다.

MAC는 이름 대로 각 지국이 매체를 접근하는 방식을 다룬 계층이다. 충돌이 발생하지 않게 하거나, 충돌이 발생하더라도 재전송하여 모든 지국이 매체에 접근이 가능하도록 만들어주는 것이 MAC의 몫이다. 요즘은 유선으로는 동시에 여러 지국이 접속된 링크를 보기 드물어 유선에서의 MAC는 유명무실해져간다. 그러나 무선통신은 여전히 모든 지국이 동일한 매체(공기중의 전자기파)를 사용한다. 따라서 무선통신의 성능에서는 MAC가 굉장히 중요한 역할을 한다.

P2P링크와 브로드캐스트링크의 데이터링크 구조

위 그림에서 보다시피 P2P(점대점)링크에서는 DLC만 사용된다. P2P에서는 지국이 매체를 독점으로 사용하기 때문에 '매체접근'이라는 개념이 필요하지 않다. 물론 브로드캐스트링크에서는 여러 지국이 동시에 접속되기 때문에 DLC와 MAC가 모두 필요하다.

DLC 프로토콜

• HDLC
  현재는 거의 사용되지 않는다. 그러나 현대에 사용되는 많은 DLC프로토콜이 LLC가 HDLC를 개량하는 것에서 출발했다고 한다.

• PPP
  순정 PPP 프로토콜은 현재는 거의 사용되지 않는다. 현대에도 간혹 PPPoE라는 방식으로 사용되기도 한다. 가정에서 유선 네트워크에 접속하기 위해 사용자 ID와 비밀번호를 입력한다면 PPPoE를 사용하여 접속되었을 가능성이 높다. (PPPoE는 이더넷에 PPP를 캡슐화한 것이다.)

• 이더넷의 LLC(802.2)
  이더넷에서는 DLC를 LLC라고 부른다. 표준 이더넷 프레임 형식이 LLC에 정의되어있다. 자세한 것은 이더넷에서 참조

MAC 프로토콜(Multiple Access Protocol)

MAC에서 사용되는 프로토콜을 다중제어프로토콜(Multiple Access Protocol)이라고 한다.

• 임의접근프로토콜(Random Access protocols)

• CSMA/CD
• CSMA/CA
  자세한 것은 CSMA 참조

• 제어접근프로토콜(Controlled Access protocols)

• 예약(Reservation)
• 폴링(Polling)
• 토큰링(TokenRing)

• 채널화접근프로토콜(Cahnnelization Access protocols)

• FDMA
• TDMA
• CDMA
  주로 무선통신에서 사용되는 프로토콜이다. 자세한 것은 채널화 접근 프로토콜 참조

실제 네트워크에서의 데이터링크 부계층

이더넷에서도 두 계층이 구분되어있다. 다만 이더넷에서 구현된 DLC계층은 LLC라고 부른다. (이더넷에서 MAC는 동일하게 MAC이다.) 초기 이더넷은 하나의 동축케이블에 여러 지국이 동시에 접속되어 사용하기에 MAC가 필연적이었다. 그러나 현대의 이더넷은 사실상 P2P 링크만을 사용해서 LAN을 구성하기 때문에 MAC가 유명무실한 상황이다.