데이터 링크 계층의 역할과 주요 프로토콜

데이터 링크 계층의 역할과 주요 프로토콜

Overview

데이터 링크 계층은 OSI(Open Systems Interconnection) 모델에서 두 장비 사이의 직접적인 데이터 전송을 관리하고 오류 없이 신뢰성 있는 전송을 보장하는 계층입니다. 이 계층은 물리적인 매체를 통해 전송되는 데이터를 관리하며, 논리적인 링크를 설정하고 유지합니다. 주요 기능으로는 프레임 동기화, 오류 감지 및 수정, 흐름 제어가 있습니다.

구조화된 설명

1. 프레임 동기화

• 데이터 링크 계층은 전송되는 데이터를 프레임 단위로 분할하고, 프레임의 시작과 끝을 식별하여 동기화합니다.
• 예를 들어, Ethernet 프레임에서는 프리앰블과 스타트 프레임 델리미터(SFD)를 사용하여 프레임의 시작을 표시합니다.
• 어려움: 매체 접근 제어(MAC) 주소 충돌이나 네트워크 지연으로 인해 프레임 동기화가 깨질 수 있습니다.
• 해결책: CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)를 사용하여 충돌을 감지하고 재전송을 시도함으로써 동기화 문제를 해결할 수 있습니다.

2. 오류 감지 및 수정

• 데이터 링크 계층은 전송 중 발생할 수 있는 비트 오류를 감지하고, 필요한 경우 수정합니다.
• 예를 들어, CRC(Cyclic Redundancy Check)를 사용하여 오류를 감지하고, 오류 발생 시 재전송을 요청할 수 있습니다.
• 어려움: 오류 패턴이 패킷의 일부가 될 경우 데이터 유실이 발생할 수 있습니다.
• 해결책: ARQ(Automatic Repeat reQuest) 기법을 사용하여 오류가 감지될 때 재전송을 요청하여 데이터 손실을 방지할 수 있습니다.

3. 흐름 제어

• 데이터 링크 계층은 송신자와 수신자 간의 데이터 흐름을 조절하여 수신자의 처리 속도를 초과하지 않도록 합니다.
• 예를 들어, 슬라이딩 윈도우 프로토콜을 사용하여 수신자가 처리할 수 있는 프레임의 개수를 제어합니다.
• 어려움: 윈도우 크기 조절에 따라 네트워크 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 해결책: 동적 윈도우 크기 조절 알고리즘을 사용하여 네트워크의 상황에 맞추어 흐름 제어를 최적화할 수 있습니다.

참고문서

• Computer Networking: Principles, Protocols, and Practice - Data Link Layer

이와 같이 데이터 링크 계층은 네트워크에서 매우 중요한 역할을 합니다. 프레임 동기화, 오류 감지 및 수정, 흐름 제어를 통해 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장하며, 이를 위해 다양한 프로토콜이 사용됩니다.