3. 데이터 링크 계층

 

데이터 링크 계층 개념

신호를 전달하는 물리계층을 이용하여 네트워크 상의 주변 장치들 간의 데이터를 전송하는 계층이다.

임베디드 소프트웨어를 개발하는 경우 기본적인 이해를 필요로 한다.

 

 

 

프레임 헤더와 트레일러

데이터 링크계층은 프레임 네트워크 계층 패킷에 헤더와 트레일러가 추가되어 구성된다.

이런 과정을 캡슐화라고 하고 수신측에는 역으로 디캡슐화라고 한다.

 

 

 

 

데이터 링크계층 구성

2개의 서브계층으로 구성되며, 각각 LLC, MAC로 부른다.

 

LLC 논리 링크 제어계층 개념

데이터링크계층의 윗부분에 있는 계층으로 데이터링크와 네트워크 두 노드 사이의 전송을 책임진다.

또한 여러 다른 MAC 부계층 프로토콜을 사용하도록 하는 역할을 한다.

 

MAC 매체 접근 제어

매체 접근 제어는 물리적 매개체를 통하여 데이터를 어떻게 보낼 것인가를 책임지고 있는 계층이다.

제조업체 번호, 제품 일련 번호로 구성되어있다.

 

 

 

MAC 주소 검색

 

IP주소와 MAC주소 변환 프로토콜

대표적으로 ARP와 RARP가 있으며 ARP는 ip주소를 통새 MAC주소를 확인할 수 있으며

RARP는 MAC주소를 통해 ip주소를 확인할 수 있다.

arp 패킷 구조

 

arp 패킷은 다음과 같이 하드웨어 타입, 프로토콜 타입, 하드웨어/프로토콜 주소, op code

출발/도착 ip주소, 출발/도착 MAC주소로 이루어져있다.

 

 

 

데이터 링크계층 오류검출 및 오류정정기법

 

오류제어 개념

한비트 바뀐 단일비트 오류, 여러비트 바뀐 다중 비트 오류, 연속적인 변경 집단 오류가 있다.

 

오류검출기법

VRC : 수직 중복 검사라는 영어의 약자로, 패리티 검사를 사용한다

LRC : 세로 중복 검사, 모든 바이트의 짝수 패리티를 모아서 블록 맨뒤에 추가

CRC : 순환 중복 검사, 2진 나눗셈을 이용하는 방식

CheckSum : 상위 계층 프로토콜에서 사용하며, 중복(VRC, LRC, CRC 등) 하여 사용

 

 

오류정정방법

단일 비트 오류 정정 : 잘못된 비트의 위치를 알아내는 것으로 패리티 비트임

중복 비트 오류 정정 : 주어진 데이터 비트의 수를 정정하기 위해 중복 비트 사이 관계 확인

해밍 코드 : 해밍 코드에서 중복 비트의 위치를 알아내는 방식

다중 비트 오류 정정 : 데이터 비트의 집합을 중복하여 계산되는 오류 검출

 

 

재전송 알고리즘 (ARQ : Automatic Repeat Request)

정지-대기 ARQ : 송신 측에서 1개의 프레임 전송, 수신 측에서 오류 유무에 따라 ACK/NAC 전송

Go-back-N ARQ : 정지대기 방식을 개선한것으로 연속적으로 프레임 전송

Selective-repeat ARQ : goback과 비슷하지만 오류가 발생한 프레임만 재전송

적응형 ARQ : 통신회선의 에러 발생률을 감지하여 가장 적절한 프레임 길이를 동적 변경하여 전송

Hybrid-ARQ : 평상시에 에러제어 기능수행으로 효율성 유지하다, 오류 방생시 후진오류 제어기능 수행