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Ch.14 Data Link Control

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2023/10/23

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Ch.13 Digital Communication

Data Link Control Protocols

Flow Control

Stop and Wait : 정지-대기 흐름제어

Sliding Window Flow Control : 슬라이딩 윈도어

미해결 사건부

가장 중요한 단원

여기에서 문제가 제일 많이 나올 수 있음.

Data Link Control Protocols

이때까지 우리는 피지컬 레이어, NAP등 데이터 전송을 하는데 있어서 가장 기초가 되는 하위 레이어에 대해 알아봤다. 이제부터는 Data Transfer Issue와 같은 상위 문제에 대해 알아보자.

데이터를 보낼 때 단말을 원하는 대로 제어하기 위해서, 로지컬한 레이어가 피지컬 레이어 위에 추가된다. 이름은 데이터 링크제어 프로토콜. 이때 스테이션 간의 전송매체를 데이터 링크라고 정의한다.

•

Frame Synchronization(프레임 동기화)

◦

데이터는 프레임이라는 블록 단위로 전송된다.

◦

이때 각 프레임의 시작과 끝은 명백히 구분되어야 한다.

•

flow control(흐름 제어)

◦

송신 스테이션은 수신 스테이션의 수신속도보다 더 빠르게 프레임을 보낼 수 없다.

•

error control(에러 제어)

◦

전송 시스템에 의해 발생되는 비트 오류는 반드시 정정하여야 한다.

•

addressing(어드레싱)

◦

LAN과 같은 다중점 회선에서 전송에 관련된 두 스테이션은 서로 식별되어야 한다.

•

control and data

◦

제어 정보를 위해 별도로 물리적인 통신로를 갖는 것은 일반적으로 바람직하지 않다.

◦

수신기는 전송된느 데이터와 제어정보를 구분할 수 있어야 한다.

•

link management

◦

소스와 Destination간의 링크를 관리

이런 요구사항은 6장에서의 기술만으로는 충족할 수 없다.

Flow Control

흐름 제어란 수신 개체를 데이터로써 함몰시키지 않도록 송신개체를 제어하는 기술이다.

수신개체가 허용하는 양을 초과해 버퍼에 데이터를 담지 못한다면 데이터 손실이 일어날 것이다. 이를 위해 송신개체에서 수신개체에게 얼마나 보낼 지 조절하는 기술을 뜻한다.

•

즉, 버퍼 오버플로우를 방지하는 기술이다.

데이터 버퍼는 다음과 같은 요소에 의해 영향을 받는다.

•

송신 시간 || Transmission Time(히히 데이터 발사)

◦

비트뭉탱이를 전송매체로 Flush하는데 걸리는 시간

•

전송 시간 || Propagation Time(이동하는 시간)

◦

비트가 링크를 통해 이동하는 시간

이때 Transfer Time(전송에 걸리는 총 시간) = Transmission Time + Propagation Time

기관총으로 예시를 들어보자.

총알을 장전하고 트리거를 눌러 퐁하고 발사되기까지의 시간을 송신시간.

총알이 권총을 떠나는 순간부터 과녁에 맞기까지의 시간을 전송시간.

이때 Transfer 시간은 총알을 장전→발사→과녁에 맞기까지의 시간을 모두 더한다.

이번 절에서는 오류가 없는 경우의 Flow Control 기법을 살펴본다.

즉 밑의 왼쪽 그림만 생각하는 경우다. 오른쪽 그림은 나중에 생각한다.

Stop and Wait : 정지-대기 흐름제어

수신확인을 해야 다음 데이터를 보낼 수 있는 기법

소스가 프레임을 데스티네이션에게 전송한다.

데스티네이션이 프레임을 수신한 후, Acknowledgement(ACK)로 응답한다.

소스가 다음 프레임을 전송하기까지 ACK를 기다린다.

데스티네이션은 ACK를 보내지 않음으로써 플로우를 멈출 수 있다.

S&W는 몇몇 거대한 프레임을 보낼 때는 잘 작동한다.(고칠게 별로 없음)

하지만 사이즈가 작아진다면? 각각의 작은 프레임에 대해 직렬적으로 피드백해야하므로 라인 효율이 개 구려진다.

a는 전파시간을 뜻한다. a>1인 경우 회선이 효율적이지 못한 문제점을 가지고 있다.

조금 자세하게 살펴보자. 애초에 프레임은 작은 사이즈를 여러 개 보내는 것이 이상적이다.

•

수신 측의 버퍼 크기가 제한되어있다. : 버퍼 크기보다 큰 사이즈의 프레임은 애초에 한번에 보낼 수 없다.

•

전송이 길어질수록 오류 확률이 높아진다.

◦

크기가 커지니까 노이즈에 피격될 확률이 높아진다.

◦

문제가 생긴 블럭은 재전송해야하는데 사이즈가 클 수록 재전송 오버헤드가 커진다.

•

LAN과 같은 공유매체에서 하나의 스테이션이 오랫동안 매체를 점유하면, 다른 스테이션의 대기시간이 길어진다.

•

Sliding Window Flow Control : 슬라이딩 윈도어

복수의 프레임을 한번에 발사할 수 있도록 허락하는 것이다.

수신기는 W길이의 버퍼를 할당한다.

송신기는 ACK없이 W개의 프레임을 보낸다.

각 프레임에는 순서번호가 태깅된다.

수신기는 다음에 받을 프레임의 순서 번호를 확인 응답 프레임에 넣어 보낸다.

B가 2,3,4 프레임을 받을 경우, A에게 확인번호 5를 보내 다음 W개의 프레임을 받는 방식

이때 시퀀스 넘버는 k사이즈의 필드로 제한한다. 즉,

2^k

개까지 윈도우의 사이즈를 정할 수 있으며, 각 프레임에는 k비트만큼 시퀀스 넘버가 붙는다.

•

순서번호가 max값에 도달하면 0으로 초기화하여 다시 센다.

리시버가 더이상 정보를 받고 싶지 않다면, 시퀀스 넘버 없이 ACK 프레임만 전달하여 중지할 수 있다. 재개하려면 다음 정보와 함께 ACK를 다시 보내면 된다

•

수신 스테이션으로부터 ACK를 받으면 윈도우는 Extended된다.

•

프레임을 전송하면 윈도우는 Shrink된다.

•

막대기로부터 윈도우 사이의 블럭들은 보냈으나 ACK처리되지 않은 블럭이다.

송신측에서 K개의 프레임을 발사한다.

윈도우는 N → N-K개로 줄어든다. 막대-윈도우의 길이는 K개 늘어난다.

수신측에서 S번째 프레임에 대한 ACK를 받을 경우, 막대-윈도우 영역의 첫번째 블럭으로부터 S-K개만큼 줄어든다. 반대로 프레임 끈부분은 해당 부분만큼 늘어난다.

신호를 받으면 창문을 옆으로 미는 것 처럼 행동해서 윈도우 슬라이드다.

윈도우 사이즈는 유동적으로 변할 수 있다. 위 예시는 0 1 2 3 4 / 5 6 7 / 0 1 2 3 4 로 분할하여 보낸 것으로, 상황에따라 윈도우의 사이즈가 얼마든지 수축하고 팽창할 수 있다.

window shrinks : 윈도우 수축과 팽창. 마지막 프레임이

미해결 사건부

센더 측에서 여러개의 프레임을 한꺼번에 보내고, 리시버측에서 다음 프레임을 리스폰드하기 위해서는 지금 받는 프레임이 마지막 프레임이다는 근거가 있어야 하는데, 어떻게 그 근거를 알 수 있나?

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