[CS] 데이터 링크 계층

데이터 링크 계층이란,

• OSI 7계층에서 2번째에 속하는 단계
• 데이터 전송/수신 목적으로 사용되는 채널
• 네트워크와 통신 장치간에 연결된 회선(전송미디어, 채널, 통신로)

주요 기능

🔸 네트워크와 장치사이의 선로 설계

• 물리 계층에서 변환된 데이터를 노드와 장치 간 또는 장치와 장치들 간 전송할 수 있는 전송 수단 제공

🔸 주소 할당

• 네트워크상의 장치에 전송될 수 있도록 물리적인 주소, MAC 할당

🔸 프레임 단위로 데이터 구성

• 프레임 단위로 네트워크 계층으로 보내면, 네트워크 계층에서는 시작과 끝의 정보를 갖고 있는
  비트와 오류를 감지하는 제어 비트, 목적지 정보를 갖고 있는 주소를 이용하여 데이터를 감쌈

🔸 회선 제어및 관리

• 네트워크에 접속된 여러 장치가 존재할 경우 데이터 전송을 위한 프로토콜 사용

✔ HDLC 프로토콜

• 컴퓨터 통신에 적합한 전송 제어 방식
• ISO에서 1974년 표준화 제정
• 비트 지향적 프로토콜
• 여러 통신 방식 지원

🔸 흐름 제어

• 송수신 장치간의 데이터 처리 속도와 메모리 제한 해결
• 수신 장치의 상태를 송신자에게 알려 전송 데이터 조절

✔ 정지-대기 기법

서로 주고받는 형식, 구조가 간단하나 시간 측면에서 비효율적

1. 전송 장치가 프레임 단위로 구성된 데이터를 수신 장치에게 보낸다.
2. 전송 장치는 수신 장치로부터 ACK(성공 신호) 신호가 올 때까지 대기한다.
3. ACK 신호가 도착하면 전송 장치 신호는 다음 데이터 프레임을 전송한다.

✔ 슬라이딩 윈도우 기법

• ACK 신호를 수신하지 않더라도 여러개의 프레임을 전송
• 데이터를 보관할 수 있는 버퍼를 통한 윈도우 기법으로 송수신 장치들에서 프레임을 보관

🔸 오류 제어

• 데이터 전송 중 발생하는 오류 검출 과정및 재 전송 과정을 포괄하는 개념
• 프레임이 손상 또는 분실되었을 경우 재전송을 진행한다.

✔ 정지-대기 ARQ

• 전송 측에서 ACK 신호를 받을 때까지 프레임 복사본 유지
• 프레임 또는 전송 과정 중 오류 발생 시 복사본을 이용하여 재 전송 (Timeout를 이용하여 특정 시간까지 ACK가 오지 않을 시 재전송 진행)
• 오류 없이 성공적으로 끝날 시 복사본 폐기

✔ GBn ARQ

• 가격 대비 성능이 좋으므로 오류 제어 알고리즘 중 제일 보편화되어 있는 기법
• ACK와 손상된 프레임에 대한 번호 반환해주는 NAK 신호 사용
• NAK 신호를 받은 데이터 프레임부터 재전송 진행
• 이 때, NAK 신호 이후 프레임은 전송이 성공적이더라도 다시 재전송된다.

✔ SR ARQ

• 순서와 상관없이 손상/손실된 프레임만 재전송
• 수신 측에서는 순서대로 정렬할 수 있는 별도의 메모리와 프로세스 필요
• 위 두개의 방법보다 효율적이나 리소스 낭비가 발생