OSI 7계층 - 데이터 링크 계층

• 물리계층에서 통신 케이블과 같은 장비를 통해 컴퓨터와 컴퓨터를 연결해 데이터를 통신하는 것은 다수와의 데이터 통신이 어려움. => 컴퓨터가 늘어날 수록 많은 케이블의 연결이 필요하기 때문.
  • 해당 문제를 해결하기 위해 필요한 계층 = 데이터 링크 계층.
• 같은 네트워크에 존재하는 여러 대의 컴퓨터를 보다 쉽게 통신할 수 있게 만들 수 있음.
• 물리 계층을 이용해 네트워크 상의 주변 장치들 간 데이터를 전송할 수 있게 함.

주 기능

• 주소 할당 : 물리 계층으로부터 받은 신호들이 네트워크 상의 장치에 올바르게 안착할 수 있게 함.(MAC 주소 활용.)
• 오류 감지 : 신호가 전달되는 동안 오류가 포함되는지를 감지. -> 오류가 감지되면 해당 데이터를 폐기.
  => 주소 할당을 통해 point to point 간 신뢰성 있는 전송을 보장 및 오류를 찾고 해당 오류 해결을 위한 기능적, 절차적 수단을 제공.

프레이밍(Framing)

• 네트워크 계층으로부터 받은 데이터를 프레임 단위로 나눔.
  • 프레임은 헤더와 트레일러를 포함하여 데이터가 올바르게 전송되고 수신될 수 있게 도와줌.

물리적 주소 지정(Addressing)

• 물리적 주소(MAC, Media Access Control address)를 사용, 네트워크 내의 장치들을 식별.

흐름 제어

• 송신자와 수신자 간의 데이터 전송 속도를 조절해 수신자의 데이터 처리를 도움.
  • 데이터 전송시 오버플로우 방지.

오버플로우(Overflow)

• 수신자가 처리할 수 있는 용량보다 더 많은 데이터가 전송될 시 발생하는 상황.
  => 수신자의 버퍼가 가득 차 더이상 데이터를 받아들일 수 없는 상태.

오류 제어

• 주로 체크섬(Checksum)이나 순환 중복 검사(CRC, Cyclic Redundancy Check)와 같은 오류 검출 메커니즘을 사용해 프레임의 오류를 감지.
  => 오류 감지시 프레임 전체를 재전송하는 방식으로 손상된 데이터 복구.

접근 제어

• 공유된 네트워크 매체에 여러 장치가 접근할 때 충돌을 방지하기 위해 접근 제어 메커니즘을 사용.
• CSMA/CD, CSMA/CA같은 프로토콜이 접근 제어 매커니즘에 해당됨.

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)

• 여러대의 컴퓨터가 동시에 데이터를 보내면 데이터가 서로 부딪힐 수 있음.
  => 이더넷은 여러 컴퓨터가 동시에 데이터를 전송해도 충돌이 나지 않는 구조로 이루어짐.
  • 데이터가 동시에 지나가지 않도록 데이터를 보내는 시점을 늦추는 방식으로 이루어짐.
• CS : 데이터를 보내려는 컴퓨터가 케이블에 신호를 흐르고 있는지 확인하는 규칙.
• MA : 케이블에 데이터가 흐르지 않으면, 데이터를 보내도 된다는 규칙.
• CD : 충돌이 발생하는지 확인하는 규칙.
  => 해당 규칙을 통해 데이터가 충돌하지 않음. but, 해당 방식의 효율이 좋지 않아 현재 거의 사용되지 않음.(스위치라는 네트워크 장비를 사용해 충돌을 방지.)

정리

• 목적: 같은 네트워크 상의 여러 개의 컴퓨터를 연결하여 통신
• 장비: 브릿지, 스위치 등
• 데이터 검증을 통한 신뢰성 확보
• 오류 감지 및 해결