[Network] DataLink 계층

LLC 계층

• Frame 화 (패킷 -> 프레임), frame 순서 제어, 오류, 흐름 제어

슬라이딩 윈도우

• 윈도우 : 한번에 작업할 갯수
• 흐름 오류(송수신 성능 차이)를 개선하기 위해 사용
• 윈도우 크기가 1인 경우 stop-and-wait 방식 (하나 보내고 응답 기다리는 방식)
• 윈도우 크기가 2 이상인 경우 - pipelining 방식
  • 선택적 재전송 : 오류가 발생한 프레임만 재전송 (프레임 순서가 어긋난 후 다시 sort 기능 필요 + 수신 버퍼용량이 많아야 한다. (보관))
  • 고백 N : 오류가 발생한 프레임 이후 모든 프레임 재전송 (윈도우 사이즈만큼 처음부터)
• 처음 정해진 사이즈 만큼 전송해보다가 문제가 없어보이면 동적으로 점점 늘려간다.

피기배킹

• I ( 자신이 전송하는 데이터의 순서번호 , 수신한 프레임의 순서 번호) - > 예) I(0,1)
• 정보 프레임을 전송하면서 응답 기능까지 함께 수행, 전송 효율 높이는 기법

HDLC 프로토콜

• Highlevel Data Link Control : 일대일 혹은 일대다로 연결된 환경에서 데이터 송수신 기능 제공
• 프레임 형태를 비트 프레임으로 만든다.(비트 스터핑 기능- DLE 추가)
• 오류제어 (CRC - 다항코드)
• 흐름제어 (슬라이딩 윈도우 (고백N, 선택적 재전송 모두 제공))
• 피기배킹 제공, 프레임 처리, 단방향, 양방향(반이중, 전이중) 통신
• 호스트 종류
  • 주국 : Primary Station : 메시지를 명령으로 정의
  • 종국 : Secondary Station : 회신을 응답으로 정의
  • 혼합국 : Combined Station : 주국과 종국 기능을 모두 지닌 호스트

MAC 계층

• DataLink 계층을 LLC , MAC 계층으로 나눈다.
• IEEE 802.3~ 802.5, 802.# 시리즈에서 MAC 계층 사용
• LAN 환경(IEEE 802)에서 데이터링크 계층 기능을 MAC과 LLC 계층으로 분리
• LLC 계층 : 프레임 제어, 오류, 흐름 등 제어 (IEEE 802.2에 해당)
• MAC 계층 : 충돌에 관련된 문제를 처리, 물리적인 제어(ARP, Switching, QoS)

CSMA/CD - 이더넷

• IEEE 802.3에 해당
• Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection
  • carreier sensing - busy , idle
  • busy 상태 : 대기
  • idle 상태 : 전송
    • 1-persistent CSMA (낙관형) : 채널의 상황이 여유로운 상황에 사용
    • Non-persistent CSMA (비관형) : idle 상태여도 일정 시간을 대기 했다가 그래도 idle 상태면 전송
    • p-persistent CSMA (의심형) : 1, Non 방식 모두 사용 (p는 확률)
• 이더넷 , 충돌 허용 (토큰 버스와 토큰링 방식은 충돌을 회피)
• 충돌 감지 후, 재전송 기능으로 오류 복구 - 길이가 길수록 충돌 가능성이 높아짐
• 굵고 긴 전송 케이블로된 매체에 트랜시버 장비로 보조선을 통해 각 호스트를 연결 - 옛날 방식
• 현재는 허브를 통해 구성

Token Bus

• IEEE 802.4, 충돌 회피
• 물리적인 버스로 연결되지만, 논리적인 프레임 전달은 링 구조로 전달
• 토큰이라는 제어 프레임을 사용하며, 반드시 토큰을 확보해야 한다.

Token Ring

• IEEE 802.5, 충돌 회피
• 대기 모드, 전송 모드 2가지 모드 존재
• 대기 모드 : 입력으로 들어온 데이터를 바로 출력으로 보낸다.
  • 기타 장애가 발생해도 네트워크에 영향을 주지 않게 된다.
• 전송 모드 : 토큰을 확보해 데이터를 전송할 수 있는 상태
  • 호스트가 중개 기능을 수행하며, 출력단을 통해 데이터 전송 가능

Frame 구조

• Frame 구조 : Header / Data / Trailer (LLC 계층의 프레임 (Data)를 캡슐화) - 공통
• Preamble : 7바이트 크기로, 수신 호스트가 송신 호스트의 클럭과 동기를 맞추는 목적
• Start Delimiter : 시작 구분자
• Length : 데이터의 가변길이 선언 부 , Type : 상위 프로토콜 패킷 종류
• 각 프레임 구조가 다르므로(H, T 부분) 브릿지를 통해 변환을 이용해 데이터를 주고 받는다.

CSMA / CD

Token Bus 프레임 구조

Token Ring - Access Control 필드

• Token Ring - Frame Status
• A : 0, C : 0 인 경우 : Destination not present
• A : 1, C : 1 인 경우 : not copy

허브와 스위치

• 허브(전달) : 1계층
  • 박스 형태의 장비에 잭을 연결해서 이더넷 네트워크 구성 - 모두에게 전송
  • 각 호스트는 외형상 허브에 스타형 구조로 연결, 내부 동작은 공유 버스 방식
• 스위치(교환) : 1,2,3 계층
  • 원하는 곳에만 전달 가능 - 지능적
  • 목적지로 지정된 호스트에만 프레임 전송
• 스위치 허브 : 허브의 성능을 향상시킨 장비