[네트워크] 데이터링크 계층 - 오류 제어와 오류 검출

오류의 종류

프레임 변형 오류

데이터 프레임이 수신 호스트에 도착했으나, 전송 과정에서 프레임의 내용이 변형되는 경우이다.

 

프레임 분실 오류

데이터 프레임이 전송 과정에서 사라지는 경우이다.

 

오류 복구를 위한 기능

수신 호스트의 응답 프레임

- 프레임 변형 오류를 확인한 수신 호스트가 재전송을 요구하도록 응답 (NAK)

- 정상적으로 데이터가 도착했음을 알리기 위한 응답 (ACK)

- NAK를 지원하지 않으면, 송신 호스트의 타이머 기능으로 처리되기도 한다.

 

송신 호스트의 타이머 기능

- 프레임 분실 오류가 발생했을 때, 수신 호스트는 알 수 없다. 따라서  송신 호스트가 자동으로 재전송하도록 하는 기능이다.

- 설정된 Timeout 시간에 의해 프레임 분실 여부를 판단한다.

 

순서 번호 기능

- ACK를 분실했을때 송신 호스트가 재전송한다면, 프레임 중복이 생길 수 있다. 이를 방지하고자 수신 호스트가 순서 번호를 통해 중복임을 확인하고 무시하도록 한다.

 

오류 검출 코드

- 프레임 변형 오류를 검출하고, 없다면 ACK를 회신하고, 있다면 NAK를 회신한다.

 

흐름 제어

수신 호스트가 감당하지 못할 정도로(버퍼가 가득 찰 정도로) 송신 호스트의 전송 속도가 빠르다면, 결국 버퍼가 넘쳐 프레임 분실 오류가 생긴다. 따라서, 송신 호스트는 수신 호스트가 프레임을 버퍼에 담을 수 있는지 확인한 후에 전송해야한다.

수신 호스트는 버퍼의 크기를 통지하며, 송신 호스트는 수신 호스트의 버퍼 크기와 ACK의 순서 번호에 근거하여 전송할 프레임의 개수를 결정한다.

 

오류 검출 기법

네트워크에서는 일반적으로 오류 복구 코드를 이용해 복구하지 않고, 재전송 방식을 이용해 오류를 복구한다.

 

패리티 비트

- 1바이트 당 1비트의 패리티 비트를 사용해 오류를 검출한다.

- 패리티 비트를 포함해 1의 개수가 짝수개 혹은 홀수개가 되도록 한다.

 

블록 검사

- 패리티 비트를 이용한 검사는, 홀수 개의 비트 오류만 검출할 수 있다.

- 이를 개선하기 위해, 배리티 비트를 이용한 검출 방식을 수평과 수직 방향으로 검출한다.

- 오버헤드가 크게 발생할 수 있으며, 또한 오류가 발생했음에도 검출되지 않는 경우가 있다.

 

다항 코드와 체크섬

- 다항식을 생성해 전송할 데이터와 Modulo-2 연산을 한다. 연산 결과를 체크섬이라고 한다.

- 전송할 데이터에 체크섬을 붙여 전송한다. 수신 호스트는 이를 생성 다항식으로 나누었을 때, 나머지가 0이면 오류가 없는 것이다.