[NW] 데이터링크층

 

데이터링크층

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인터넷은 라우터나 스위치와 같은 장치들을 연결하는 네트워크 조합이다.

 

패킷이 호스트에서 다른 호스트로 전달되면,

네트워크들을 통과하는 경로가 필요하다.

 

 

 

Alice의 컴퓨터에서 Bob의 컴퓨터가 단일 네트워크를 통해 연결되어 통신한다.

발신지나 목적지는 단 하나의 데이터링크층이 포함되어 있고,

라우터에서는 2개의 데이터링크층이 포함된다.

 

데이터링크층에서의 통신은 노드-대-노드이다.

2개의 종단 호스트와 노드로써 라우터, 링크로써 두 노드 사이의 네트워크로 표현한다.

 

처음 노드는 발신지 호스트, 마지막 노드는 목적지 호스트이다.

 

 

 

첫 번째, 세 번째, 다섯 번째 링크는 세 가지의 LAN을 나타내고,

두 번째와 네 번째 링크는 2개의 WAN을 나타낸다.

 

데이터링크층은 물리층에서 서비스를 제공 받고, 네트워크층으로 서비스를 제공한다.

 

 

데이터링크층의 책임 범위는 노드-대-노드이다.

패킷이 인터넷에서 전송될 때, 호스트와 라우터와 같은 노드의 데이터링크층은

경로의 다음 노드까지 데이터그램을 전달해야 하는 책임을 갖고 있다.

 

발신지 호스트의 데이터링크층은 캡슐화를 해야 하고,

목적지 호스트의 데이터링크층은 역캡슐화해야 한다.

 

하지만 각 연계 노드는 캡슐화와 역캡슐화 모두 가능해야 한다.

각 링크가 서로 다른 프레임 형식을 사용하는

서로 다른 프로토콜을 사용할 수 있기 때문이다.

 

프로토콜이랑 약속이라고 이해하면 쉽다.

통신을 할 때 규정된 형식이 있을 것이다! 그것을 프로토콜이라 한다.

 

 

 

발신지 호스트의 데이터링크층으로부터 전달받은 데이터그램은 프레임에서 캡슐화된다.

프레임은 논리적으로 발신지 호스트에서 목적지 호스트까지 전송된다.

프레임은 라우터의 데이터링크층에서 역캡슐화되고 다른 프레임에서 캡슐화된다.

새로운 프레임은 논리적으로 라우터로부터 목적지 호스트로 전송된다.

 

 

흐름 제어

 

생산자와 소비자가 있다 가정하고

만약 생산자가 팔리지 않는 물건을 생산한다면,

물건이 창고에 쌓이게 된다.

 

링크의 끝단에서 전송하는 데이터링크층을 프레임 생산자,

다른 링크의 끝단에서 전송받는 데이터링크층을 소비자라 할 수 있다.

 

생산률이 소비율보다 높으면,

끝단에서 전송받는 프레임은 소비될 때까지 버퍼에 저장되어야 한다.

 

제한 없는 버퍼 크기를 가질 수 없어

버퍼가 꽉찼다면 프레임을 폐기시키거나

전송하는 것을 멈추거나 늦추게 하는 피드백을 전송할 수 있다.

 

이러한 흐름제어 전략을 사용하여 버퍼 문제를 해결한다.

 

 

오류 제어

 

데이터링크층의 프레임은 전기적 신호에서 비트 형태로 변형되어야 한다.

그리고 전송 매체를 통해 전송된다.

 

전기 신호는 오류에 취약하기 때문에, 프레임 또한 오류에 취약하다.

 

오류를 검출하고 이를 수정하거나 오류를 폐기하고,

재전송을 송신 노드에게 요청해야 한다.

 

 

링크의 두 범주

 

데이터링크층은 점-대-점 링크 또는 브로드캐스트 링크와 같은 링크 성능의 일부분을 사용한다.

점-대-점 링크에서 링크는 서로 연결된 2개의 단말에만 전념하면 된다.

브로드캐스트 링크에서는 링크는 몇 개의 자치의 쌍 사이에서 공유된다.

 

예로, 집 전화는 점-대-점 링크를 사용하며,

휴대폰은 공기는 수많은 휴대폰 사용자 사이에 공유되어 브로드캐스트 링크를 사용한다.

 

 

데이터링크층을 데이터 링크 제어(DLC)와 매체 접근 제어(MAC)로 나눌 수 있다.

 

 

링크 계층 주소지정

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인터넷과 같은 비연결형 상호연결 네트워크에서는

IP주소를 사용해서 목적지까지 데이터그램을 전송할 수 없다.

인터넷에서 각 데이터그램이 같은 발신지 호스트로부터 같은 목적지 호스트까지

서로 다른 경로를 선택하기 때문이다.

 

데이터그램에서 IP 주소는 변경되지 않는다.

 

비연결형 상호연결 네트워크에서는

두 노드들의 링크 계층 주소를 결정하는 링크 계층 주소는

물리 주소, MAC 주소로 불린다.

 

이 주소는 프레임 헤더에 추가되며, 다른 링크로 이동할 때마다 변경된다.

 

 

 

각 프레임은 같은 발신지와 목적지 주소(N1과 N8)를 가지는 같은 데이터그램을 포함하고 있다.

하지만 프레임의 링크 계층 주소는 변경된다(L1~L8).

 

여기서 IP 주소에서는 발신지 주소가 앞에 오고,

링크 계층 주소에서는 목적지 주소가 앞에 온다는 것을 기억하자.

 

 

 

 

 

 

 

 

* 해당 글은 '데이터통신과 네트워킹' 책을 참고하여 작성하였습니다. 출처: 데이터통신과 네트워킹 5 (Forouzan)