데이터 링크- 대표 프로토콜(HDLC, 이더넷, X.25)

 

 

1. HDLC[High-level Data Link Control]

해당 프로토콜은 IBM이 개발한 데이터링크 계층의 제어절차라 할 수 있다. 해당 프로토콜은 두 가지의 기능을 제공하는데 1. 흐름제어[Flow control]과 2. 에러제어[Err Control]이 존재한다. 흐름 제어는 송신자[Sender]와 수신자[Receiever]가 통신할 때 메시지 오버플로우가 발생하지 않도록 전송 속도를 제어하는 방식이다. 에러제어는 말 그대로 전송된 데이터에 에러가 있는지를 확인하는 방식이다.

HDLC에서 흐름제어는 윈도우 슬라이딩을 활용한다. 에러제어를 위해서는 CRC 방식을 채택하며 메시지가 유실되었을 시 ARQ를 통해 재전송을 함으로써 데이터가 올바르게 전송되었음을 보장한다. 또한 비트 스터핑이 사용된다.

비트 스터핑이란 프레임 구조의 앞과 뒤를 구분하는 비트열로 

HDLC의 구조는 다음과 같다.

필드 이름	비트 수	설명
Flag	8	HDLC 메시지의 시작과 끝을 알리기 위해 사용된다. 비트 스터핑이라고도 한다. '01111110'
주소	8	Sender와 Receiever의 주소가 기록된다.
제어	8	I : 정보 전송 프레임일 때/ S: 링크를 감시 및 제어할 때/ U: 감시 기능확장 때
정보	N	보내고자 하는 메시지가 담기는 곳이다.
FCS	16	CRC를 위해 존재하는 필드로 전송 오류를 판단하는 부분이다.

Flag(8)-주소(8)-제어(8)-정보(N)-FCS(16)-Flag(8)의 형식을 기반으로 데이터를 전송한다. 즉 하나의 데이터(정보)를 전송하기 위해서 앞 뒤로 붙는 추가 데이터가 8+8+8+16+8=48bit가 존재한다는 뜻이다. 

이와 같은 HDLC의 장점은 1. 전송효율 높음, 2. 신뢰성, 3. BIT 투과성이다. 

 

2. 이더넷[Ethernet] (802.3)

우리가 사용하는 유선랜 컴퓨터들은 대부분 이더넷을 채택하여 통신한다. 현재 이더넷의 Topology는 90년도 초반에는 버스형을, 현재는 Start 형으로 구성되어 있다. 이더넷은 6Byte의 주소 형식을 갖고 있다.

이더넷을 사용하는 송신자[Sender]와 수신자[Receiever]가 있다고 해보자. Application 층에서 생성된 메시지는 하위 계층으로 쭈욱 내려오다가 데이터링크 계층에서 이더넷이 지원하는 프레임 형식으로 캡슐화된다. Receiever는 어댑터를 통해 이더넷 프레임을 받으면 CRC(에러 체크)를 수행한다. 에러가 감지될 시 해당 패킷을 버린다. 

이더넷 프레임은 다음과 같이 구성되어있다.

preamble 필드는 통신하는 Sender와 Receiever의 동기화를 맞추기 위해 구성된 필드이며 7Byte로 구성된다. Receiever가 메시지를 딱 처음 받으면, (중간에 유실된 데이터가 있을수도 있기 때문에) 어디가 메시지의 시작 부분인지 끝 부분인지 알 수가 없다. 따라서 메시지를 보낼 때, 이 통신의 '처음' 부분이야. 라고 미리 약속한 형태의 데이터를 보낸다. 이 약속한 형태의 메시지는 '10101010'으로 7번 전송되는 것이고 마지막 1바이트엔 10101011이 되는 형식으로 동기화를 맞춘다.

이더넷의 특징으로는 1. 비신뢰적 2. 비연결이란 점이 있다. Sender와 Receiever 측에서 핸드셰이킹없이 통신을 수행하고 ACK 같은 패킷으로 데이터의 전송이 잘 갔는지 확인하지 않는다. 이더넷은 '유선'에서 자주 사용되는 프로토콜이다. 유선에서는 무선보다 에러가 날 확률히 현저히 적기 때문에 신뢰성과 연결성보다는 속도를 더 중요시 여기는 경향이 있다.

 

3. X.25

데이터 터미널 장치[DTE, Data Terminal Equipment]와 데이터 회선 종단장치[DCE, Data Circuit-Termination Equipment] 간의 인터페이스를 제공하는 프로토콜로 통신을 원하는 두 단말장치가 패킷 교환망을 통해 패킷을 원활하게 전달하기 위한 통신 절차다.

특징으로는 흐름제어, 오류제어를 제공함으로써 신뢰성이 높다는 특징이 있으며 '패킷 교환망'을 활용하기 때문에 네트워크 경로상의 문제가 생겨도 다른 경로로 우회하여 전송을 진행한다. 또한 디지털 전송을 기본으로 하기에 전송 품질이 우수한다. 그러나 축적 교환방식을 사용하기 때문에 전송을 위한 처리 지연이 발생할 수도 있다는 단점이 있다.