[데이터통신] 네트워크 계층 - 데이터링크 계층 - DLC 부계층

네트워크 계층

1. 물리층 : 프레임의 각 비트를 링크를 따라 전달 (홉-대-홉 통신)
2. 데이터링크층 : 프레임 전달 책임 (홉-대-홉 통신)
3. 네트워크층 : 발신지, 목적지 컴퓨터간 연결 생성 책임, 호스트-대-호스트(종단-대-종단) 통신
4. 전송층 : 종단-대-종단 통신 , 응용층으로부터 메시지를 받아 전송층 패킷으로 캡슐화하여 목적지 호스트의 전송층에 전달 책임, 응용층에 서비스 제공
5. 응용층 : 종단-대-종단 통신, 서로 응용층 간에 메시지 교환, 프로세스 간 통신 제공

노드/링크

데이터 링크층

1. 점-대-점 링크 방식
   1. DLC 부계층
2. 브로드캐스트 링크 방식
   1. DLC 부계층
   2. MAC 부계층

DLC 부계층의 기능

1. 프레임짜기
2. 오류제어

 

(1) 프레임짜기

• 고정길이
  • 고정 길이 자체가 프레임을 나누는 경계임
• 가변길이
  • 프레임의 시작과 끝을 지정해야 프레임을 구분할 수 있음 → (1)문자중심 (2)비트중심 방법을 사용

(1)문자중심 프레임짜기

• 문자 중심 프로토콜 프레임임
  • 텍스트만 전달할 때 유용함 → 요즘은 오디오, 비디오 등 바이너리 데이터 전송이 흔해짐에 따라 Flag와 같은값이 데이터에 포함될 수 있어서 잘 사용하지 않음
• 구성
  • Header → 발신지, 목적지 주소 및 그 밖의 제어 정보들
  • Trailer → 오류 검출 또는 오류 정정을 위한 중복비트
  • Flag → 프레임 시작과 끝

Byte Stuffing

텍스트에 Flag나 ESC(탈출문자)가 있을 때마다 여분의 1byte를 추가 처리함

 

(2)비트중심 프레임짜기

• 프레임의 데이터 부분을 전부 bit로 인식함 → 비트중심 프로토콜 프레임임
• Flag → 01111110 8비트를 사용 → 따라서, 6비트 연속 1이 나오면 Flag와 겹칠 수 있음 ⇒ Bit Stuffing을 사용하여 해결

Bit Stuffing

5개의 1이 연속으로 나온 뒤 무조건 0을 추가하여 Flag가 데이터 안에 절대 나타나지 않도록 함

 

 

(2)오류 제어

발생 가능한 시나리오

데이터 링크 계층에서의 오류제어는 검출만 함, 정정X

오류 유형

1. 단일 비트 오류
   1. 주어진 데이터 단위(ex, 한 바이트 문자 또는 패킷)중 오직 하나의 비트만이 오류인 경우
2. 폭주 오류(burst error)
   1. 주어진 데이터단위 중 2개 이상의 연속적인 비트가 오류인 경우, 단일오류보다 가능성 높음→ 잡음이 데이터 비트에 영향을 미침

중복

• 오류를 검출하거나 정정할 때 중복비트를 사용함
• 부호화를 통해 중복을 달성함

부호화

• 데이터와 중복비트를 조합하여 보냄 → 수신자는 데이터와 중복비트 사이의 관계를 확인하여 오류를 검출하거나 정정함

블록부호화

선형블록코드

• 두 유효한 코드워드에 대해 XOR 연산을 하면 다른 유효한 코드워드를 생성하는 코드
• 선형블록코드의 최소해밍거리 = 0이 아닌 가장 적은 수의 1을 가지고 있는 코드워드의 1의 개수

패리티 검사 코드

• 오류 검출코드. 선형 블록 코드임
• K bit datawords를 n = k + 1이 되도록 n bit codewords를 바꾸는 것
• 위에서 추가된 1비트는 패리티 비트라고 불리며, 전체 코드워드의 1의 개수가 짝수가 되도록 선정

순환코드

• 순환코드의 이점
  • 단일 비트, 두 비트, 홀수 개의 비트 및 폭주 오류를 검출하는 데 우수
  • 하드웨어나 소프트웨어로 쉽게 구현
  • 하드웨어로 구현하면 빠름

CRC부호기 나눗셈

Checksum

• 모든 길이의 메시지에 적용할 수 있는 오류 검출 방법
• 검사합 기술은 대부분 데이터 링크층 보다는 네트워크층과 전송층에서 사용