[Lecture] Data Communication - Day 7

🖥 Data Communication - Day 7

4.2 전송 오류 제어 기법

• 전송 중 발생하는 데이터 프레임의 오류를 검출하고 이를 복구하는 것
• 비트 오류가 발생한 데이터 프레임뿐만 아니라 손실된 데이터 프레임의 복구도 담당하여 링크를 통한 신뢰성 있는 데이터 전송 보장
• 자동 재전송 요청(ARQ; Automatic Repeat reQuest) 기법
  • 수신 스테이션은 비트 오류나 프레임의 손실을 검사하게 되고, 오류가 검출되면 자동적으로 송신 스테이션에게 재전송 요청
  • 긍정 응답 메시지(ASK; positive ACKnowledgement) 와 부정 응답 메시지(NAK; Negative AcKnowledgement) 가 사용됨
  • 정지-대기(stop-and-wait) ARQ
    • 데이터 프레임의 정확한 수신 여부를 매 번 확인하면서 다음 프레임을 전송해 나가는 가장 간단한 오류 제어 방식
    • 송신기는 하나의 데이터 프레임을 전송한 다음 반드시 확인 신호인 ACK를 기다려야 하며, 수신기의 응답이 도착할 때까지 다른 데이터 프레임을 전송할 수 없음
    • 구현이 간단함
    • 응답 시간이 오래 걸릴수록 링크 사용 면에서 비효율적임
      • 회선 이용률이 크게 낮아짐
  • Go-back-N ARQ
    • 데이터 프레임을 연속적으로 전송해 나가다가 NAK를 수신할 경우, 오류가 발생한 프레임 이후에 전송된 모든 데이터 프레임을 재전송하는 방식
    • 이미 받았던 것을 다시 받게 되는 전송 대역폭 낭비 문제가 있음
  • 선택적 재전송(selective repeat) ARQ
    • Go-back-N ARQ의 전송 대역폭 낭비 문제를 개선하여 송신 스테이션은 NAK를 수신하게 되면 오류가 발생한 데이터 프레임만을 선택적으로 재전송함
    • Go-back-N ARQ보다 링크를 효율적으로 사용 가능
    • 수신기에 큰 버퍼와 프레임의 재순서화 기능이 요구되는 등 구현이 복잡함
  • 일반적으로 데이터 통신에는 Go-back-N ARQ 방식이 널리 사용되고 있음

4.3 데이터 흐름 제어 기법

• 데이터 흐름 제어(data flow control) : 수신 스테이션의 버퍼가 넘치지 않도록 송신 스테이션의 데이터 전송을 제어하는 기술
• X-ON/X-OFF 방식
  • 가장 간단히 데이터 흐름을 제어할 수 있는 방법
  • 수신 측의 버퍼가 차게 되면 X-OFF 를 전송해 전송 중지를 요구하고, 버퍼가 어느 수준 이하로 비게 되면 X-ON 을 전송해 전송 재개를 요청하는 방식
• 슬라이딩 윈도우 방식
  • 오류 제어에 사용되는 정지-대기 ARQ 방식을 그대로 흐름 제어에도 사용 가능
    • 전송 회선의 속도가 높아지거나 전파 지연이 길어질수록 링크 이용 효율이 떨어짐
  • 윈도우 흐름 제어는 수신 스테이션으로부터 응답 메시지가 없더라도 미리 약속한 윈도우 크기만큼의 데이터 프레임을 연속적으로 전송할 수 있는 방식
    • 윈도우의 사이즈가 크면 전송 속도가 느려지고, 전송량이 많아짐

4.4 데이터 링크 제어 프로토콜

• 전송 회선을 통하여 신뢰성 있는 데이터의 교환을 제공하는 기능 담당
• 데이터 링크 제어 프로토콜 : 전송 링크에서 데이터의 신뢰성을 보장하기 위한 제어 절차들
• 데이터 링크를 통한 전송 제어 절차 : 링크 설정 -> 데이터 전송 -> 링크 해제
• 문자 위주(character oriented) 프로토콜 : 문자 코드 상에 정의된 전송 제어 문자를 이용하여 링크를 제어하기에, 사용하는 문자 코드에 의존적임
• 비트 위주(bit oriented) 프로토콜 : 임의의 비트 패턴을 정의하여 제어 메시지로 사용하기에, 사용되는 코드에 독립적이며 문자 위주 프로토콜에 비해 훨씬 효율적인 장점을 가짐
• HDLC(High-level Data Link Control)
  • 점대점 링크뿐만 아니라 다중점 링크를 위하여 ISO에서 개발한 국제 표준 프로토콜
  • 반이중 통신, 전이중 통신 모두 지원 => 양방향 통신 지원
  • 동기식 전송 방식 사용
  • 오류 제어 : Go-back-N ARQ, 선택적 재전송 ARQ
  • 흐름 제어 : 슬라이딩 윈도우
  • 비트 위주 프로토콜
  • 링크 구성 방식에 따른 동작 모드
    • 정규 응답 모드(NRM; Normal Response Model)
      • 점대점이나 다중점 불균형 링크 구성에서 사용
      • 주 스테이션 : 링크 제어 담당
      • 부 스테이션 : 주 스테이션으로부터 폴(poll) 메시지를 수신한 경우에만 데이터 전송 가능
    • 비동기 응답 모드(ARM; Asynchronous Response Model)
      • 보통 전이중 전송을 하는 점대점 불균형 링크에 사용
      • 주 스테이션 : 링크 설정이나 해제, 오류 복구 등의 제어 기능 담당
      • 부 스테이션 : 주 스테이션의 허락 없이 데이터 전송 가능
    • 비동기 균형 모드(ABM; Asynchronouse Balanced Model)
      • 전이중 방식의 점대점 균형 링크 구성에서 사용
      • 복합 스테이션 : 동등한 기능을 가지며, 어느 쪽에서나 링크의 설정과 해제를 요청 가능하고 링크가 설정되면 상대방의 허락이 없어도 데이터 전송 가능
• PPP(Point-to-Point Protocol)
  • 점대점 링크를 통하여 인터넷 접속에 사용되는 IETF의 표준 프로토콜
  • 점대점 링크를 통하여 IP 패킷의 캡슐화를 제공
  • 전화모뎀선뿐만 아니라 SONET/SDH(Synchronous Optical Network/Synochronous Digital Hierarchy) 및 ADSL 등 다양한 비동기식 및 동기식 점대점 링크에서 사용 가능