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정보처리기사/필기-데이터통신

정보처리기사 - HDLC - 데이터 링크 제어 프로토콜

1. HDLC (High-Level Data Link Control) 

비트(Bit) 위주의 프로토콜로 각 프레임에 데이터 흐름을 제어하고 오류를 보정할 수 있는 비트 열을 삽입하여 전송합니다.

  • 포인트 투 포인트(Point-to-Point) 및 멀티 포인트(Multi-Point), 루프(Loop) 등 다양한 데이터 링크 형태에 동일하게 적용할 수 있다.
  • 단방향, 반이중, 전이중 통신을 모두 지원합니다.
  • 동기식 전송 방식을 사용합니다.
  • 오류 제어를 위해 Go-Bank-N과 선택적 재전송(Selective Repeat) ARQ를 사용합니다.
  • 흐름 제어를 위해 슬라이딩 윈도우 방식을 사용합니다.
  • 전송 제어상의 제한을 받지 않고 자유로이 비트 정보를 전송할 수 있습니다. ( 비트 투과성)
  • 전송 효율과 신뢰성이 높습니다.

※ 비트 투과성(Bit Transparency) :

  • 비트 투과성은 프레임에 임의의 비트를 삽입하여 데이터의 자유로운 전송을 보장하는 기능으로 프레임 내의 플래그(Flag) 비트와 다른 비트를 구분하여 기본적인 오류를 검출합니다.
  • 비트 투과성을 위해 플래그(Flag) 비트를 제외한 모든 비트는 '1'이 6개 이상 연속되지 않도록 합니다. '1'이 5개 연속적으로 입력되면 그다음 6번째에는 '0'을 강제로 추가하여 송신합니다.
  • 프레임 내에 '1'이 6개 연속해서 입력되면 플래그(flag), 7개 이상 연속해서 입력되면 오류 프레임으로 인식하여 오류를 검출합니다.

 

프레임 구조

헤더 텍스트 트레일러
8Bit 8Bit(확장가능) 8Bit 임의Bit 16/32Bit 8Bit
플래그 주소부 제어부 정보부 FCS 플래그
  • 플래그(Flag) : 프레임의 시작과 끝을 나타내는 고유한 비트 패턴(01111110)을 말합니다. (프레임의 동기를 제공하기 위해 사용되는 구성 요소입니다. )
  • 주소부(Address Field) : 송신국, 수신국을 식별하기 위해 사용합니다. 불특정 다수에게 전송하는 방송용(Broadcast)은 '11111111', 시스템에 의해 임의로 수신국이 지정되는 시험용(No Station)은 '00000000'을 사용한다.
  • 제어부(ControlField) : 프레임의 종류를 식별하기 위해 사용. 제어부의 첫 번째, 두 번째 비트를 사용하여 다음과 같이 프레임 종류를 구별한다.
  • 정보부(Information Field) : 실제 정보 메시지가 들어 있는 부분으로, 송신, 수신 간의 협의에 따라 길이와 구성이 정해진다.
  • FCS(Frame Check Sequence Field, 프레임 검사 순서 필드) : 프레임 내용에 대한 오류 검출을 위해 사용되는 부분으로 일반적으로 CRC코드가 사용됩니다.

 

  • I  : 정보 프레임, 제어부가 '0'으로 시작하는 프레임으로 사용자 데이터를 전달하는 역할을 한다.
  • S : 감독 프레임, 제어부가 '10'으로 시작하는 프레임으로 오류 제어와 흐름 제어를 위해 사용된다.
  • U : 비번호 프레임, 제어부가'11'으로 시작하는 프레임으로 링크의 동작 모드 설정과 관리를 한다.

데이터 전송 모드

데이터 전송 모드는 제어부에서 관리되는 U프레임에 의해 설정되며, 다음과 같이 세 가지로 구분됩니다.

표준(정규) 응답 모드

(NRM, Normal Response Mode)

  • 반이중 통신을 하는 포인트 투 포인트(Point-to-Point) 또는 멀티 포인트(Multi-Point) 불균형 링크 구성에 사용한다.
  • 종국은 주국의 허가(Poll)가 있을 때에만 송신한다.

비동기 응답 모드

(ARM, Asynchronous Response Mode)

  • 전이중 통신을 하는 포인트 투 포인트(Point-to-Point) 불균형 링크 구성에 사용한다.
  • 종국은 주국의 허가(Poll) 없이도 송신이 가능하지만, 링크 설정이나 오류 복구 등의 제어 기능은 주국만 한다.

비동기 균형(평형) 모드

(ABM, Asynchronous Balanced Mode)

  • 포인트 투 포인트(Point-to-Point) 균형 링크에서 사용한다.
  • 혼합국끼리 허가 없이 언제나 전송할 수 있도록 설정한다.

 

 


 

2. SDLC (Synchronous Data Link Control)

  • IBM사에서 개발한 비트 방식의 프로토콜입니다.
  • BSC의 많은 제한점을 보완했으며 HDLC의 기초가 되었습니다.
  • HDLC와 동일한 프레임 구조를 가집니다.
  • 단방향, 반이중, 전이중 전송을 모두 지원합니다.
  • 포인트 투 포인트(Point-to-Point), 멀티포인트(Multi-Point), 루프(Loop) 방식에서 모두 사용할 수 있습니다.
  • 오류 제어를 위해 Go-Bank-N ARQ를 사용합니다.

3. 회선 제어 방식

경쟁 방식 (Contention)

  • 회선 접속을 위해서 서로 경쟁하는 방식입니다.
  • 송신 요구를 먼저 한쪽이 송신권을 가집니다.
  • 포인트 투 포인트 방식에서 주로 사용합니다.
  • 데이터 링크가 설정되면 정보 전송이 종료되기 전까지는 데이터 링크의 종결이 이루어지지 않고 독점적으로 정보를 전송합니다.
  • 대표적인 시스템으로는 ALOHA가 있습니다.

폴링/셀렉션 방식 (Polling / Selection)

  • 주컴퓨터에서 송신, 수신 제어권을 가지고 있는 방식으로 트래픽이 많은 멀티 포인트 방식에서 사용합니다.
  • 폴링(Polling) : 주컴퓨터에서 단말기에서 전송할 데이터가 있는지를 물어 전송할 데이터가 있다면 전송을 허가(Poll)하는 방식으로 단말기에서 컴퓨터로 보낼 데이터가 있는 경우에 사용합니다. 
  • 셀렉션(Selection) : 주컴퓨터가 단말기로 전송할 데이터가 있는 경우 그 단말기가 받을 준비가 되었는 가를 묻고, 준비가 되어 있다면 주컴퓨터에서 단말기로 데이터를 전송하는 방식입니다.
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