데이터링크제어 (Data Link Control)

용어정리

• bps: 초당 비트수
• 1000B = 1KB(킬로바이트)
• 1000KB = 1MB(메가바이트)
• 1000MB = 1GB(기가바이트)

   
• 1bytes = 8 bits
• 무결성: 데이터의 완전함, 정확함, 일관성을 보장하는 것

1) 데이터링크 계층 핵심 역할

• 물리적으로 오류가 발생할 수 있는 회선을 “논리적으로 오류 없는 채널”처럼 보이게 함: 프레이밍·주소·동기화·흐름/오류 제어 제공(Ethernet/PPP/HDLC 등).

2) 프레이밍·주소·라인 디스플린

• 프레이밍: 시작/끝 식별(문자지향·비트지향·길이지향), 데이터와 제어정보 구분.
• 어드레싱: 멀티포인트에서 송수신 식별 위해 MAC 등 물리주소 사용.
• 라인 디스플린:
  • ENQ/ACK(동등 장치 간): ENQ로 준비 확인→ACK 수신 후 송신.
  • Poll/Select(주–종): 주가 폴링/선택해 종의 송·수신 기회 제어. 충돌 방지.

3) 흐름 제어(Flow Control)

• X-ON/X-OFF, RR/RNR: 간단하지만 지연↑ 시 비효율.
• 슬라이딩 윈도우: 응답 없이 여러 프레임 전송, 윈도우 경계(Lower/Upper) 이동으로 연속 전송 효율↑.

4) 오류 검출·정정

• 검출: 패리티(VRC/LRC), CRC(모듈로-2 다항식 나눗셈).
• 정정: FEC(해밍/리드-솔로몬 등) 또는 ARQ(재전송 기반).

5) ARQ 프로토콜 한눈에

• Stop-and-Wait: 한 프레임 전송→ACK/NAK 대기(간단/지연 크면 효율↓). SN/RN(보통 0/1 순환)로 중복 구분, 타임아웃 시 재전송.
• Go-Back-N (GBN): 윈도우 크기 n 만큼 연속 전송, 에러 난 패킷 “이후 전부” 재전송. 순서번호는 modulo m, 조건 m>n. n=1이면 S&W와 동일.
• Selective Repeat (SR): 오류난 것 “만” 재전송(효율↑, 버퍼/구현 복잡). 수신 측은 홀더로 out-of-order 버퍼링.

6) 시험에 잘 나오는 비교/함정

• ENQ/ACK vs Poll/Select: 동등 간 상호 확인 vs 주–종 중앙 제어.
• X-ON/X-OFF vs 슬라이딩 윈도우: 단순 제어문자 기반 vs 파이프라인으로 대역폭 활용↑.
• S&W vs GBN vs SR: 단순/효율↓ vs 오류 시 구간 전부 재전송 vs 오류난 것만 선택 재전송(효율↑·복잡↑).
• 윈도우/순서번호: GBN에서 m>n 필요(번호 혼동 방지). 시험 함정으로 자주 출제.

7) 알고리즘 흐름(요약 절차)

• S&W
  • 송신: SN 설정→프레임 전송→ACK(정상이면 SN 토글·다음 전송) / NAK·타임아웃(재전송).
  • 수신: 기대 RN과 일치·무오류면 상위 전달 + RN 갱신, 아니면 무시/재요청.
• GBN
  • 송신: SNmax < SNmin + n 이며 전송 가능→순차 전송, ACK(RN) 오면 SNmin 갱신, 타임아웃이면 SNmin부터 재전송.
  • 수신: RN과 일치·정상이면 RN++, 아니면 무시.
• SR
  • 송신: 각 프레임 개별 타이머/ACK 관리, NAK/타임아웃난 것만 재전송.
  • 수신: 올바른 프레임은 버퍼 저장, 빠진 번호만 요청.

8) 실전 암기 포인트

• “프레이밍 방법 3종(문자/비트/길이)”과 “데이터/제어 프레임 구분”을 정의+예로 설명할 수 있게.
• “X-ON/X-OFF, RR/RNR” 의미(수신 준비/미준비)와 한계(지연↑ 시 효율↓).
• “GBN: 에러 이후 모두 재전송 / SR: 해당만 재전송” 문구 통째로 암기.
• “GBN 순서번호 조건 m>n” 꼭 체크.

9) 미니 퀴즈(정답 바로 아래)

1. 주–종 구조에서 장치가 언제/누가 보낼지 누가 결정? → Poll/Select에서 “주장치”가 폴링과 선택으로 통제.
2. S&W가 지연 큰 회선에서 비효율인 이유? → 매 프레임마다 RTT 동안 대기하여 링크 유휴 구간↑.
3. GBN에서 에러가 프레임 k에서 발생하면? → k부터 윈도우 내 이후 모든 프레임 재전송.
4. GBN의 순서번호 조건? → 순서번호 공간 m은 윈도우 크기 n보다 커야 함(m>n).