OSI - 2계층 (3)

안녕하세요 BTC_막내가 최고야 팀입니다

저번 차시에는 오류 제어에 알아보았다면

이제는 상위망 계층이 신뢰적으로 사용할 수 있도록 어떻게 진행하는지 알아볼게요!

 

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 OSI 2계층 데이터 링크 계층의 역할

상위 망 계층이 신뢰적으로 사용할 수 있도록 전송 에러가 없는 통신 채널로 변환

• 상위 망으로 데이터를 전송, 운반, 전달 을 어떻게 할것인지?
• 인접한 기기 사이의 통신은 관리
• 신뢰도가 낮은 전송로를 신뢰도가 높은 전송로로 전환

 

1. 데이터 링크 계층에서 제어를 위해 사용하는 프로토콜

• HDLC, 이더넷, 무선LAN, Frame Reley 등
  • HDLC
    • 점대점 . 다중점 의 링크 상에서 반이중 전이중 통신을 모두 지원 설계
    • 다음과 같은 데이터 링크 계층 프로토콜의 전신
      • LAP-B
      • LLC
      • LAP-D
      • PPP
    • HDLC 특징
      • 고속 데이터 전송에 적합한 비트 지향적 프로토콜
        • 비트 전송을 기반으로 [ 비트 중심 프로토콜 ] 하는 범용 데이터링크 전송 절차
        • 임의의 비트 패턴 전송 가능
      • 오류 제어가 엄밀
        • CRC 필드 방식 사용
        • 에러 발생시 재 전송 요구
      • 수신측으로부터 응답을 기다리지 않고 연속해서 데이터 전송 가능
        • 버퍼를 두어서 데이터 흐름을 제어
      • 여러 통신 방식 지원 가능
        • 점대점: 1:1
        • 다중점: 1:N
        • 반이중
        • 전이중
    • HDLC 스테이션, 링크구성
      • 스테이션 구분
        • 주국: 링크 제어의 책임을 갖고 명령을 내림
        • 종국: 주국 제어 하 동작하며 응답만 가능
        • 혼성국: 명령, 응답 둘다 가능
      • 링크 구성 구분
        • 불균형 구성: 1:N 구성 [ 주국과 1 이상의 종국과 통신 ]
        • 균형 구성 : 1:1 구성 [ 2개가 서로 대등한 쌍으로 통신 ]
      • • HDLC 전송 모드
          • NRM [ Noraml Response mode ] 정규 응답 모드
            • 불 균형적 링크 구성 → 주국이 세션을 열고 종국이 응답만 함
          • ABM [ Asynchronous Balanced Mode ] 비 동기 균형 모드
            • 균형적 링크 구성
              • 각 국이 주국이자 종국으로 서로 대등하게 균형적으로 응답하며 동작
              • 가장 널리 사용하는 모드 [ 전이중 점대점 링크에서 가장 효과적 ]
          • ARM [ Asynchronous Response Mode ] 비 동기 응답 모드
            • 종국도 전송 게시할 필요가 있는 특수한 상황에서만 사용
              • LAP 경우
          • HDLC 제어 방식
            • 한 국이 끝까지 선로를 장악하는 방식
            • 데이터는 양 방향으로 전송 가능 하지만 종국에서 전송할려면
              반드시 주국의 지시를 받아야함
          • HDLC 프레임

 

• PPP [ Ponit - to Point Protocol ]
  • 점대점 데이터 링크를 통해 3계층 프로토콜 들을 캡슐화 시켜 전송하는 프로토콜
  • 주로 IP 전송 위주였으나 그 외에 여러 3계층 프로토콜의 복합 전송도 가능
  • 널리 사용되는 Point To Point 링크 프로토콜 모음
  • PPP 특징
    • 점대점 데이터 링크 프로토콜 [ 데이터 링크 계층에서 동작 ]
      • 연결 양 끝 노드 간 점대점 직렬 링크를 구성하여 데이터 전달
    • 단일 링크 상에서 복수의 네트워크 계층용 프로토콜을 다중화시켜 사용이 가능
      • 주로 IP 캡슐화용 프로토콜로 많이 사용
      • IP 이외에도 IPX AppleTalk, DECent 등 프로토콜도 캡슐화 전송 가능
    • HDLC 에서 유래
    • PPP 프레임과 HDLC 프레임 비교

• 다 기능 지원
  • 에러 검출: 각 PPP 프레임 헤더 마다 CRC 삽입하여 에러 검출 가능
  • 압축 기능: 느린 물리 링크에서 선택적인 압축 기능이 가능하여 성능 향상
  • 인증 기능: PPP용 프로토콜 [ PAP, CHAP 등 ]
  • 암호화 기능: 인증 이외에도 데이터에 대한 선택적인 압축 및 암호화 기능 부여 가능
  • 링크 통합: 에러 물리 링크를 통합시켜 하나의 고성능 데이터 링크로 동작

• 기존의 링크 계층 위에 추가적으로 PPP를 올려서도 사용 가능
  • : PPPoE, Pos 등
• 동적 IP 주소 자동 할당 가능
• PPP의 3가지 주요 구성 요소
  • Encapsulation [ 캡슐화 ]
    • 시리얼 데이터 링크상에서 3계층 데이터그램을 프레임화 또는 캡슐화
    • 어떤 종류의 직렬 회선에서도 안정된 전송을 보장
  • LCP [ Link Control Protocol ] 링크 제어 프로토콜
    • PPP 데이터 링크를 개설,유지,종료하고 시험
    • 직렬 연결 회선 제어 관리
    • 최대 프레임 길이, 인증용 프로토콜 등의 결정
  • NCP [ Network Control Protocol ] 네트워크 제어 프로토콜
    • 서로 다른 망계층 프로토콜이 가능하게하고 세부적인 제어 가능
    • 다양한 종류의 망 계층 프로토콜로 데이터를 전달할 수 있도록 설계
    • 단일 PPP 링크에 복수의 망계층 프로토콜 사용 가능

 

 

 

이더넷 [ Ethernet ]

Xerox,Digital,Intel 공동 사양 개발하여 제품화시킨 LAN 구현 방식

• 주요 특징
  • 연결 모드: 비연결성 모드
  • 전송 단위: 이더넷 프레임
  • 전송 속도: 10Mbps ~ GigaBit
  • 전송 방식: 비동기식 직렬통신
    • 송수신간에 정확한 동기 유지 필요 없음
  • 부호화 방식: Manchester Encoding 등
    • 사용 매체: UTP, 광케이블 등
  • 단순함, 저비용 설치 용이
    • 매체 접근 기능 구현 대부분이 LAN 카드 인터페이스에 집중
    • 중앙 집중식 케이블링 및 최소화된 제어 방식으로 단순성, 저비용 가능
• 이더넷 프레임
  • 전체 프레임 길이 : 최소 64~ 최대 1518 바이트
    • 최소: Mac 헤더 (14) + 최소 정보 데이터 (46) + FCS (4) = 64
    • 최대: Mac 헤더 (14) + 최소 정보 데이터 (1500) + FCS(4) = 1518
  • 약간씩 다른 다양한 이더넷 프레임 형태가 존재
• 이더넷 주소 형식
  • 이더넷 인터페이스 보드 [ LAN카드] 는 각각 제조업자에 의해 48비트 고정
  • 유일한 물리적 주소를 갖도록 만들어지며 이것은 보드마다 다름
• 매체 접근 방식의 변천
  • 초기
    • 공유 매체 접근 방식: CSMA/CD [ 반이중 방식 ]
    • 모든 노드가 동일한 전송매체를 공유
  • 현재
    • CSMA/CD 사용 안함 [ 전 이중 방식 ]
    • 100Mbps 급 부터는 전송 포트 위주의 이더넷 스위치화 및 고속화
    • 공유 매체 방식의 버스형에서 전용 매체 방식의 스타형으로 발전

 

LAP [ Link Access Procedure ]

노드 간 데이터 링크를 구성 시 또는 기 구성된 데이터링크에 접속하는 절차

Node to Node , Node to DataLink에 접속하는 절차

• HDLC 전송모드 절차 중 하나
  • 비동기 응답모드 [ ARM,Asynchronous Response Mode]로 동작하는 링크 접속 절차를 일컬음
    • ARM: 종국도 주국 개입 없이 송신할 필요가 있는 경우에 사용하는 HDLC 전송 방식
• LAP-B [ Link Access Procedure, Balanced ]
  • HDLC 프로토콜로부터 X.25 패킷교환을 위해 개발된 점대정 데이터 링크 접속용
    • 기본적으로 LAP-B는 데이터링크 계층에서 전송제어절차를 규정

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요번 차시에는 데이터링크 계층의 프로토콜에 대해서 알아보았는데요

다음 차시에는 부계층에 대해 알아보는 시간을 가지도록 하겠습니다!