컴퓨터공학1학년/데이터통신

[데이터 링크 프로토콜] 동기 데이터 링크 프로토콜

반나무 2020. 6. 15. 11:11

비동기 전송에 비해 속도 면에서 우수하다.

 

프로토콜

문자중심 데이터 링크 프로토콜(=바이트 중심 프로토콜)

- 하나의 전송 프레임이나 패킷을 보통 바이트로 구성되는 문자들의 연속으로 간주

- 제어정보는 ASCII 문자와 같은 기존의 부호 시스템 형태

 

비트중심 데이터 링크 프로토콜

- 데이터는 연속된 비트열로 간주

- 제어정보는 하나 혹은 여러 개의 비트로 구성

 

문자 중심 데이터 링크 프로토콜(D.L.P)

  • 비트중심프로토콜에 비해 효율성 떨어짐
  • 이해하기 쉽고, 비트중심 프로토콜과 같은 논리와 구성사용
  • 제어정보는 별도의 제어프레임을 사용하거나 데이터 프레임에 제어정보를 추가하여 데이터스트림을 형성

 

BSC(IBM사에서 만듬)

  • 점대점
  • 반이중 프로토콜 
  • 폴링/셀렉션 기반

기능

  • 전송블록형식화 : 제어문자
  • 스테이션간의 대화 : 데이터의 반이중 교환제어위해
  • 투명모드 제어 : 사용자 데이터에 제어문자들의 패턴이 들어갈때 구분하기위해 사용(DLE가 앞에들어가면 제어문자다 인식)

가장 잘 알려졌으나, 인터넷 일반화로 사라짐

 

데이터 프레임

1. 기본데이터 프레임

  • 프레임은 2개 이상의 동기문자(SYN)로 시작되며, 시작문자(STX)가 뒤따름
  • 동기문자(SYN) : 수신측에 새로운 프레임의 도착을 알리고 송신측과 타이밍을 맞추기 위해 사용한다
  • 시작문자(STX) : 제어정보가 끝났으며, 다음문자는 데이터라는것을 수신측에 알린다.
  • 종료문자(ETX) : 문서의 끝을 나타내며 제어문자로의 전이를 의미한다.
  • 블록검사계산(BCC) : 하나 이상의 문자로 오류검출을 위해 사용한다.

기본 BSC 데이터 프레임 구조

SYN | SYN | STX | DATA | ETX | BCC

 

2. 헤더를 포함한 데이터 프레임

  • 보통의 프레임은 수신주소, 송신주소와 함께 프레임 식별 번호를 포함하는 헤더를 가지며, 그 시작을 나타내는 시작문자SOH로 시작한다.
  • 헤더는 SYN과 STX사이에 존재하며 , SOH와 STX사이 모든 문자는 헤더로 간주한다.

헤더를 포함한 데이터 프레임 구조

SYN | SYN | SOH | HEADER | STX | DATA | ETX | BCC

 

3.  데이터 투명성 제어

  • 바이트 스터핑(Byte stuffing) : 데이터에 제어문자와 동일한 문자가 포함될 경우, 수신측은 프레임의 데이터를 잘못해석할 수 있다. 방지하기위해 바이트스터핑을한다
  • DLE문자를 제어문자 앞에 추가적으로 삽입.

바이트 스터핑

SYN | SYN | DEL | STX | DATA | DLE | ETX | BCC

비트중심 데이터 링크 프로토콜

  • 각각의 비트에 기능을 정의하여 문자형 프로토콜에 비해 적은 양의 데이터로 더 많은 정보를 전송한다.
  • 오늘날의 대부분의 프로토콜이며 대표적으로 HDLC가 있다.

 

HDLC ( High-level Data Link Control)

  • 모든 비트중심 데이터 링크 프로토콜의 모체
  • 점대점, 다중점 통신 모두지원

(1) 스테이션 형식(호스트 ,터미널관계와 유사)

주국(Primary Station)(호스트)

  • 데이터 회선을 제어하는 스테이션
  • 보조국들에 명령프레임을 전송

보조국(Secondary Station)(터미널)

  • 주국으로부터 수신된 명령에 대해서 응답한다.
  • 주국과 관계하는 세션은 오직 한개만 유지한다.

복합국(Combined Station)

  • 명령과 응답을 모두 할 수 있음
  • 전송의 성격과 방향에 따라 주국이나 보조국이 될 수 있다.

(2) 스테이션의 구성

1. 비균형 구성

  • 주국이 보조국에 대한 관리 권한을가진다
  • 하나의 주국, 하나이상의 보조국을 지원

2. 대칭구성

  • 두 개의 주국과 하나의 보조국 개념으로 구성

3. 균형구성

  • 점대점방식일때만 가능
  • 두개의 복합형 스테이션으로 구성되어있음

(3) 동작모드

1. 일반 응답 모드(NRM : Normal Response Mode)

  • 표준 주국-보조국 관계를 나타내며, 보조국은 전송하기전에 주국으로부터 명시적인 허가를 받아야한다.

2. 비동기 응답 모드(ARM : Asynchronous Response Mode)

  • 보조국은 주국에 허가를 요청하지 않고도 채널이 비사용 중일 떄는 언제든지 사용권을 획득
  • 주국-보조국의 관계를 절대로 바꾸지 않는다

3. 비동기 균형 모드 ( ABM : Asynchronous Balanced Mode)

  • 주국과 보조국이 아닌 동등한 권한을 갖는 스테이션을 복합국이라함
  • 모든 스테이션이 동등하게 점대점연결
  • 모든 복합국은 허락 없이 다른 복합국과의 전송을 시작가능하다.

(4) 프레임 형식

- HDLC는 상기 3가지 모드 지원을 위해 3종류 프레임 제공

 

  • 정보프레임(I-Frame) : 사용자 데이터 전송 및 수신확인을 위해 사용한다.
  • 감시프레임(S-Frame) : 수신확인, 전송요청 등의 제어용으로 사용한다.
  • 무번호프레임(U-Frame) : 주로 링크제어용으로 사용되며 5개의 비트를 가지고있어 25개의 명령과 응답으로 구성된다.

공통적으로 시작플래그, 주소, 제어, FCS(에러체크), 종료플래그 5개 필드를 갖는다.

 

필드

1. 플래그필드(시작플래그, 종료플래그)

  • 프레임의 시작과 끝을 나타내며 , 01111110의 8개 비트로 구성된다
  • 데이터 투명성 문제 유발 가능성이있다.

2. 주소필드

  • 항상 보조국의 주소를 넣는다. 
  • 주국이 프레임을 전송할 때 : 목적지인 보조국의 주소
  • 보조국이 프레임을 전송할 때 : 발신지인 보조국의 주소

 

3. 제어필드

  • 제어필드의 첫번째, 두번째 비트는 프레임구분을 해주는 중요 비트
  • I-Frame : 0
  • S-Frame : 10
  • U-Frame : 11

4. 정보필드

  • 사용자의 순수한 데이터 포함

 

5. FCS(Frame Check Sequence)필드 (에러검출용 필드)

 

(5) 데이터 투명성

송신측의 비트스터핑

- 연속으로 다섯 개 이상의 1을 전송하려 하면 바로 다음비트에 0을 추가해 비트 스터핑을 수행

ex) 0111111100 -> 01111101100

수신측은 반대로 함

 

(6) 동작과정

  • 주국과 보조국 간 폴링/셀렉션
  • 보조국간의 SABM(Set Asynchronous Balance Mode) 대등관계를 이용한 통신
  • 각 보조국은 혼합국이여야 하며, 서로간의 폴링은 이루어지지 않는다.
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