2011 년봄학기데이터통신 Chapter 05 데이터링크와오류제어기법
목차 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준셋째수준데이터링크와회선제어 1 넷째수준다섯째수준흐름제어 (Flow Control) 기법 2 1 3 32 4 오류제어 (Error control) 기법 HDLC 프로토콜
Section 01 데이터링크와회선제어 데이터링크와데이터링크계층의기능마스터텍스트스타일을편집합니다 데이터통신은다수의디바이스상호간의동작으로이루어짐둘째 데이터링크수준 (data link) 란? 셋째수준전송미디어를말함넷째수준다섯째 데이터링크의수준구분 ( 데이터흐름과타이밍에따라 ) 단방향 (simplex) 링크 : 데이터흐름이언제나한쪽방향만허용되는링크 데이터링크제어프로토콜이적용되는스테이션사이의회선 (line), 또는 양방향 (duplex) 링크 : 양방향으로전송및수신이가능한링크 - 반이중전송 (half duplex) 링크 : 양방향전송이가능하지만동시전송이허용되지않음 - 전이중전송 (full duplex) 링크 : 동시전송이허용 데이터링크계층의기능 회선제어, 흐름제어, 오류제어 3
회선제어기능 회선제어기능이란? 마스터텍스트스타일을편집합니다 신호간의충돌현상이발생하지않도록제어하는기능둘째 ENQ/ACK 수준 (Enquiry/Acknowledgement) 기법셋째수준 ENQ와 ACK 프레임으로링크를제어넷째수준다섯째수준 전용전송링크로구성된두스테이션사이에서주로사용되는기법
데이터링크제어문자 SHO: Start of Header 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째 STX: 수준Start of Text 셋째 ETX: 수준End of Text 넷째 EOT: 수준 End of Transmission 다섯째 ENQ: 수준 Enquiry ACK: Acknowledgement NAK: Negative ACK SYN: Synchronous idle ETB: End of Transmission Block DLE: Data Link Escape 5
폴링기법 (1) 폴링 (Polling) 기법마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준스테이션으로구성하여사용하는방법셋째수준 주스테이션이링크에대한제어권한을가짐넷째수준 선택모드에서종속스테이션이선택되는절차 ([ 그림 5-2]) 다섯째수준 하나의스테이션을주 (primary) 스테이션으로지정하고나머지는종속 (secondary) 선택 (Select) 모드 : 주스테이션이전송할데이터가있을때사용하는모드
폴링기법 (2) 폴 (poll) 모드 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째데이터수준전송이이루어지도록하는모드셋째수준데이터가없는종속스테이션이 NAK을전송넷째수준다섯째수준 주스테이션이다수의종속스테이션에게보낼데이터가있는지여부를확인하여 NAK(Negative ACK): 주스테이션에서폴 (poll) 프레임을전송하면, 전송할 전송할데이터가있는종속스테이션은데이터를전송 ([ 그림 5-3])
Section 02 흐름제어 (Flow Control) 기법 마스터텍스트스타일을편집합니다 흐름제어란? 둘째수준셋째사용되는수준절차넷째수준다섯째수준 전송스테이션으로하여금전송데이터의양을제한하기위해서 ( 필요한이유 ) 일반적으로수신장치로들어오는데이터를처리할수있는속도와데이터를저장할수있는메모리에제한이있기때문 흐름제어방법 정지- 대기 (Stop-and-wait) 기법 슬라이딩윈도우 (Sliding Window) 기법
Stop-and-wait 흐름제어기법 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준 ( 장점 ) 구조가간단셋째수준다음프레임을전송가능하므로넷째수준다섯째수준 전송측이프레임을전송한후각데이터프레임에대한 ACK 를기다림 ACK 프레임이도착하면그후에다음프레임을전송 ( 단점 ) 비효율성 : 하나의프레임을보내고 ACK 프레임이수신되어야만그
Sliding Window 흐름제어기법 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째개선수준셋째수준넷째수준다섯째수준 Sliding Window 기법은 Stop-and-wait 기법의비효율성을 ( 방법 ) 전송측이전송한프레임에대한 ACK 프레임을수신하지않더라도, 여러개의프레임을연속적으로전송하도록허용 윈도우기법을사용하여전송측과수신측양쪽에서프레임을보관하고관리 윈도우 (window) 전송및수신스테이션양쪽에서만들어진버퍼 (buffer) 의크기
전송측윈도우 프레임이전송된후윈도우의왼쪽경계가오른쪽을향하여이동하고, 마스터결과적으로텍스트윈도우의스타일을크기가줄어듬편집합니다 ([ 그림 5-5]) 둘째수준셋째수준넷째늘어남수준다섯째수준 ACK 프레임이도착하면, 전송측윈도우는 ACK 프레임 ( 도착된프레임의수 ) 에따른프레임의수만큼오른쪽경계가오른쪽으로이동하여윈도우크기가
수신측윈도우 전송측으로부터프레임이수신되면윈도우의크기는줄어듬 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째전송하기수준전에수신될수있는프레임수를나타냄셋째수준이동시켜윈도우크기증가넷째수준다섯째프레임을수준보낸프레임의수 ) 수신측윈도우는수신된프레임의수를나타내는것이아니고, ACK 프레임을 수신측윈도우는 ACK 프레임을전송한후, 오른쪽경계를오른쪽으로 윈도우의크기 = ( 가장최근 ACK 로응답한프레임의수 ) - ( 이전에 ACK
Section 03 오류제어 (Error control) 기법 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째포함수준셋째수준넷째수준분실되었을때수행되는재전송과정다섯째수준 오류검출 (error detection) 과정과재전송 (retransmission) 과정을 ARQ (Automatic Repeat Request): 프레임이손상되었거나 ARQ 기법은흐름제어기법과관련됨 Stop-and-wait 흐름제어 는 Stop-and-wait ARQ 로구현 'Sliding Window 흐름제어 는 GBn (Go-Back-n) ARQ 또는 SR(Selective-Reject) ARQ 의형태로구현
Stop-and-wait ARQ ( 재전송절차 ) 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준셋째유지수준넷째수준다섯째수준 전송스테이션은전송한프레임의 ACK 를받을때까지프레임의복사본을 식별을위해데이터프레임과 ACK 프레임은각각 0, 1의값으로번호를부여 만약프레임에서오류가발견되면 NAK 프레임이반환되고, 이에따라전송측은복사해두었던동일한프레임을재전송 전송장치는타이머를갖고주어진시간내에 ACK 가오지않으면재전송
Stop-and-wait ARQ 에서손상된프레임의경우 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준셋째수준넷째수준다섯째수준
Stop-and-wait ARQ 에서데이터프레임이분실된경우의절차 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준셋째수준넷째수준다섯째수준
Stop-and-wait ARQ 에서 ACK 프레임이분실된경우에대한절차 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준셋째수준넷째수준다섯째수준
개선된 Error control 기법 마스터텍스트스타일을편집합니다 개선된기법 : GBn ARQ와 SR ARQ 기법둘째수준셋째수준넷째수준다섯째수준 두기법은모두 Sliding Window 흐름제어기법에기초 전송스테이션은전송된모든프레임의복사본을갖고있어야함 Sliding Window 는연속적인프레임전송기법이므로 ACK, NAK 모두각각구별 ACK 프레임 : 다음프레임을보내라는의미 NAK 프레임 : 손상된프레임그자체에대한번호를가지고반환
GBn ARQ - 데이터프레임이손상된경우의동작마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준셋째수준넷째수준다섯째수준
GBn ARQ - 데이터프레임이분실된경우의동작마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준셋째수준넷째수준다섯째수준
SR ARQ 와특성비교 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준셋째수준넷째버퍼가수준필요다섯째수준 SR ARQ는손상되거나잃어버린프레임만재전송 수신스테이션은어긋난순서로도착한프레임을다시정렬 전송스테이션은정렬과정을통해재전송을위해선택된프레임만을재전송 수신장치는재전송프레임이도착해서정렬될때까지프레임들을저장할 ACK 번호는수신된프레임을언급하는번호가됨 특성비교 Stop-and-wait ARQ 구조가간단하여구현이용이하나, 비효율적이어서활용도가낮음 GBn ARQ 기법 구조가비교적간단하고, 효율성이향상되어가장널리사용 SR ARQ 기법 가장효율적이나구조가복잡해서유지관리비용증가, 필요시사용
Section 04 HDLC (High-Level Data Link Control) 프로토콜 마스터 데이터링크텍스트프로토콜스타일을편집합니다둘째수준 비트방식의프로토콜 : SDLC, HDLC 등셋째수준넷째수준다섯째수준 문자방식의프로토콜 : BSC(Binary Synchronous Communication) 등 문자방식프로토콜 (Byte-oriented, Character-oriented): 전송된프레임을 1 바이트 (8 비트 ) 의문자로해석, 제어정보는 ASCII 코드로구성 HDLC 에서의스테이션구분 주스테이션 (Primary Station): 명령 (command) 을전송 종속스테이션 (Secondary Station): 명령에응답 (response) 혼성스테이션 (Combined station): ti 명령과응답모두전송 링크구성방식 불균형구성 (Unbalanced Configuration) 방식 : 주스테이션과종속스테이션으로구분하여데이터링크를구성하는경우 균형구성 (Balanced configuration : 두개의혼성스테이션으로구성하는경우
HDLC 프레임형식 (1) HDLC 프레임의각영역별기능 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째수준셋째 플래그수준넷째수준다섯째 8비트로수준구성 : 고유패턴 (01111110) 플래그, 주소영역, 제어영역, 정보영역, FCS 영역등으로구분 플래그 (flag) 영역은프레임의시작과끝을나타내기위해서사용 주소영역 주소영역 (address field) : 프레임을수신하는종속스테이션 ( 목적지스테이션 ) 을식별 제어영역 HDLC 의제어영역 (control field) 은정보프레임 (I- 프레임 ), 감시프레임 (S- 프레임 ), 그리고번호를갖지않은프레임 (U- 프레임 ) 등 3 종류의프레임을정의함
HDLC 프레임형식 (2) 정보영역 마스터텍스트스타일을편집합니다둘째 임의수준순서의비트패턴가능셋째수준넷째 FCS 수준영역다섯째수준 정보영역 (information field) 은 I- 프레임과 U- 프레임에만있음 FCS(frame check sequence) 는플래그를제외한정보영역이후부터적용 기본적으로 16 비트 CRC-CCITT 사용 프레임길이나회선의신뢰성을위해 CRC-32 사용가능
HDLC 프레임의종류와동작 정보프레임 (I- 프레임 : information frame) 마스터텍스트스타일을편집합니다 사용자데이터를가진정보프레임둘째수준셋째수준넷째수준 ACK는다음에기대되는순서번호를의미다섯째수준 HDLC 의기본적인동작은정보프레임의교환으로이루어짐 각각의 I- 프레임은 ACK 과전송프레임의순서번호를포함 감시프레임 (S- 프레임 : supervisory frame) S- 프레임은흐름제어나오류제어를위해사용 번호가붙지않은프레임 (unnumbered frame) 링크의연결과해제등제어기능을위해사용 순서번호가없으며, 번호를가진 I- 프레임의순서나흐름을바꾸지않음
요약 마스터 회선제어텍스트 : 회선혹은스타일을링크의설정과편집합니다관련된기능둘째수준셋째 흐름제어수준: 전송장치로하여금전송데이터의양을제한넷째 수준 Stop-and-wait Sliding Window 다섯째수준 ENQ/ACK 기법과주종간통신에서사용되는폴링기법등이있음 오류제어기법 stop-and-wait ARQ go-back-n ARQ selective-reject ARQ HDLC 프레임형식 : 플래그, 주소영역, 제어영역, 정보영역, FCS 종류와동작 : I-프레임, S-프레임, U-프레임
숙제 교재 Chapter_05 연습문제 5 번, 7 번, 10 번 마스터텍스트스타일을편집합니다 제출방법 : Email (hhchoi@hknu.ac.kr) 둘째 제출기한수준: 1주일셋째넷째수준다섯째수준 27