그림2.14 점대점 링크의 예

전자공학과

이 영 호

N(N-1) 2

그림2.14 점대점 링크의 예

스타형 네트워크

링형 네트워크

F 경로

B

D

E C

A

그림2.15 멀티포인터 링크

(b) 제어권이 분산된 균형 링크

(a) 제어권이 주스테이션에 있는 불균형 링크 주스테이션

부스테이션

버스/트리형 네트워크

- 통신제어 기능이 필요 : 하나의 회선을 여러 노드가 사용

- 각 노드는 고유주소가 필요 : 데이터를 송/수신하는 노드들의 식별

(1) 스타(STAR) 네트워크

- 중앙 노드가 작동 불능이면, 망 전체가 작동 불능 - 새로운 노드 연결 시, 많은 비용이 소요

- PBX 전화 시스템, 초기 LAN

(2) 링(RING) 네트워크

(3) 버스/트리(BUS/TREE) 네트워크

- 하나의 노드라도 고장이면, 망 전체가 작동 불능 - 새로운 노드 연결 시, 노드간 거리가 최소

- LAN 환경 하에서 노드 설치가 가장 쉬운 방식

- 방송 체제 메시지 전달 형식이므로 빠른 전송 속도 - 노드 하나가 고장이라도 네트워크는 동작

- 현재 LAN 분야 : 구축 및 확장성이 용이

 장단점

- 구조가 간단하고, 저렴하게 구현 가능

- 전송매체의 대역폭이 전송신호의 대역폭보다 클 때 사용

(1) 주파수 분할 다중화

(FDM ; Frequency Division Multiplexing)

M U X

signal_1 signal_2 signal_3 signal_4 signal_5 signal_6

D M U X

channel_1 (f) channel_2 (f) channel_3 (f) channel_4 (f) channel_5 (f) channel_6 (f)

1 2 3 4 5 6

1 2 3 4 5 6

(2) 동기 시 분할 다중화

(Synchronous TDM ; Time Division Multiplexing)

A B C D

buffer A A1

t⁴ t³ t² t¹ t⁰ A3 A2

A4

B1

B3 B2

B4

C¹ C³ C²

C⁴

D1

D3 D2

D4

buffer B buffer C buffer D

변조기/

디지털 송신기

high speed

line

입력버퍼

buffer A buffer B buffer C buffer D

복조기/

디지털 수신기

출력버퍼

A¹ B¹ C¹ D¹ A² B² C² D²

t⁰ first period t¹ second period t²

waste time slot

그림2.23 동기식 시 분할

다중화 기능 구성도

 Synchronous TDM

(3) 비동기 시 분할 다중화 (Asynchronous TDM)

A B C D

buffer A A1

t⁴ t³ t² t¹ t⁰ A3 A2

A4

B1

B3 B2

B4

C¹ C³ C²

C⁴

D1

D3 D2

D4

buffer B buffer C buffer D

변조기/

디지털 송신기

high speed

line

입력버퍼

그림2.23 비동기식 시 분할 다중화의 기본 원리

A¹ B¹ C¹ D¹ A² B² C² D²

t⁰ first period t¹ second period t²

waste time slot

 Asynchronous TDM

A¹ B¹ B² C² usable bandwidth first

period

second period

주소

(4) 다중화기와 집중화기

(Multiplexer & Concentrator)

그림2.25 집중화기와 다중화기의 비교

(b) 집중화기 : A+B+C+D의 전송속도의 합 >= E의 전송속도

M

고속선로

집중 화기 집중

화기 A

B C D

M

저속 E

입력

통신 제어 장치

호 스 트

(a) 다중화기 : A+B+C+D의 전송속도의 합 = E의 전송속도

M

고속선로

다중 화기 다중

화기

통신 제어 장치

A B C D

M

저속 E

입력

호 스 트

l¹,l²,l³ l¹

l⁵ l⁶ l² l³

l⁴ OA

SMF SMF

M U X

D M U X

l¹

l⁵ l⁶ l² l³ l4

…

E/O converter

전기 광

광케이블

…

signal_1

signal_n

다중화

빛 (光)

(5) 파장 분할 다중화

(WDM ; Wavelength Division Multiplexing)

 T1 digital trans. structure

frame#1 frame#2 • • • frame#6 • • • • • • frame#12

channel

#1

channel

#2

channel

#14

channel

• • • • #24

193bit

• • • • F

1bit

 E1 digital trans. structure

1.544Mbits/sec

: 8000samples/sec x {24voice x 8bit/slot + 1bit(F)}

2.048Mbits/sec

: 8000samples/sec x {(30voice+1sync+1sig) x 8bit/slot}

bit

#1 bit

#2 bit

#3 bit

#4 bit

#5 bit

#6 bit

#7 bit

MSB sig LSB

voice/data signal 8bit

digital / analog data

digital / analog data

(a) 디지털 신호로의 변조 digital

signal

Encoder Decoder

digital / analog data

digital / analog data

(b) 아날로그 신호로의 변조 analog

signal

Modulator Demodu-

lator CODEC

MODEM

그림2.26 인코딩과 변조 방식

(2) RZ (Return to Zero) Coding

(1) NRZ (Non-Return to Zero) Coding

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 +V

0 -V

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 +V

0 -V

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 +V

0 Bipolar :

Unipolar :

그림2.27-1 인코딩과 변조 기법

(4) Differential Pulse Coding (3) Bi-phase Coding

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 +V

0 -V Manchester :

Differential Manchester :

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 +V

0 -V

1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 +V

0 -V

그림2.27-2 인코딩과 변조 기법

그림2.28 PCM 통신 방식 과정 블록도

PAM

표본화 PCM 부호화 양자화

아날로그 입력 데이터

(음성)

디지털 신호

PCM의 3단계

PCM 펄스 PAM

펄스

복호화 필터링

아날로그 출력 데이터

(음성) 디지털

신호

(1) Sampling

4 8

4.0 3.9 1.3 6.2 7.4 2.1 5.3

4 8

4 4 1 6 7 2 5

1

4 4 1 6 7 2 5 100 100 001 110 111 010 101

(2) Quantization

(3) Coding

t

Amplitude

analog data

digital data digitizer

PCM (Pulse Code Modulation)

analog data

digital data digitizer

PCM (Pulse Code Modulation)

그림2.29 펄스 부호 변조(PCM) 과정

그림2.30 아날로그 전송 매체를 이용한 전송

아날로그 전송매체

변조종류 ASK FSK PSK

디지털 데이터 (2진 전압펄스)

디지털 변조

변복조기 (Modem)

변복조기 (Modem) 변복조기

(Modem)

아날로그 신호

(a)

아날로그 전송 매체

전 화

변조종류 AM FM PM

아날로그 변조

아날로그 신호 음성 (아날로그 데이터)

(b)

0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0

0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0

0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0

 ASK (Amplitude Shift Keying)

 FSK (Frequency Shift Keying)

 PSK (Phase Shift Keying)

그림2.31 변조 방법

(1) Amplitude modulation

(2) Frequency modulation

(3) Phase modulation (1) Data signal

(2) Carrier signal



그림2.34 전형적인 AM, FM, PM

 연습문제 - 객관식

6 주파수 편이 변조(FSK)에 관한 설명으로 틀린 것은?

 2개 주파수로 변조하여 전송하는 방식이다.

 고속의 데이터 전송에 주로 사용된다.

 복조시 반송파를 필요로 한다.

 통신회선에서의 레벨 변동에 강하다.

13 다음 PCM 통신 시스템의 블록 다이어그램이다.

각 블록에 들어갈 기능이 옳게 짝지어 진 것은?

 표본화 - 부호화 - 양자화 - 복호화 - 양자화 - 필터링

 표본화 - 양자화 - 부호화 - 양자화 - 필터링 - 복호화

 표본화 - 양자화 - 부호화 - 필터링 - 양자화 - 복호화

 표본화 - 양자화 - 부호화 - 양자화 - 복호화 - 필터링 (1) (2) (3) 통신채널 (4) (5) (6)

1. 전송 속도

(1) 데이터 전송 속도

(4) 베어러 속도

(3) 데이터 전송 속도 (2) 변조 속도

S = log n [bps] _{2 i} T

1

i=1 i



m : 병렬 통신로 수 (채널 수) i : i-번째 통신 채널

T : 펄스 폭

n : 한 개의 펄스가 갖는 상태 수

B = [Baud] S

N N : 1변조로 전송 가능한 비트 수

D = [字/分]

(1문자를 구성하는 비트 수) S x 60

Br = S x 샘플링 수 x 6

8 [bps]

2. 전송 방식

(1) 단방향(simplex) 통신

(2) 반이중(half duplex) 통신

(3) 전이중(full duplex) 통신

단말 A 단말 B

단말 A 단말 B

단말 A 단말 B

단말 A 단말 B

3. 직렬 전송과 병렬 전송

(1) 직렬 전송

(2) 병렬 전송

송 신 기

부 호 변환 기 직 병 렬변 환

수 신 기 부

호 변환 기

직 병 렬변 환

b⁷b⁶b⁵b⁴b³b²b¹b⁰

송 신 기

부 호 변 환기

수 신 기 부

호 변환 기

b⁷ b⁰ b¹ b² b³ b⁴ b⁵ b⁶

4. 비동기식 전송과 동기식 전송

 동기(synchronization)의 개념

송신 timing

송신 data signal 동기가 일치한 수신 timing 빠른 clock 수신 timing 느린 clock 수신 timing

Asynchronization & Synchronization

 비동기(asynchronous) 전송 방식

idle state

of line data (5~8bit) parity

check

start

stop

ex) 문자열 “cat”

c a t

1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1

idle state

start

(0) parity

(0) stop

(1) start

(0) parity (1) stop

(1) parity

(1)

start (0) stop

(1)

그림3.5 비동기 전송

 동기(synchronous) 전송 방식 (1) 문자 지향형 동기 방식

(2) 비트 지향형 동기 방식

SYN SYN

…

sync character

control

character data character control

character

sync character

Flag Flag

8bit flag

control

field data field control

field

8bit flag

- 오류원인 : 순간 정전, 주파수 간섭, 감쇠, 잡음, etc - 검출방법 : odd parity & even parity

- 단점 : 짝수 개의 비트가 바뀌면 오류 검출 불가

5. 에러 검출 기술

C O M P U T E R

data :

1 0 0 0 0 1 1 1 b7

b6

b5

b4

b3

b2

b1

parity

1 0 0 1 1 1 1 1

1 0 0 1 1 0 1 0

1 0 1 0 0 0 0 0

1 0 1 0 1 0 1 0

1 0 1 0 1 0 0 1

1 0 0 0 1 0 1 1

1 0 1 0 0 1 0 1

0 0 0 0 1 1 1 1

Horizontal parity Vertical

parity

P = b  b  ‧‧‧  b

(1) 패리티 비트 검사 방식(parity check)

(2) 블록 합 검사 방식(block sum check)

- 수평패리티: 홀수 패리티, 수직 패리티: 짝수 패리티

- 장점 : 블록 합 검사 방식의 단점 보완 - 단점 : 버스트 오류 검출 불가

(3) 군계수 검사 방식(group coefficient check)

C O M P U T E R

data :

1 0 0 0 0 1 1 b7

b6

b5

b4

b3

b2

b1

1 0 0 1 1 1 1

1 0 0 1 1 0 1

1 0 1 0 0 0 0

1 0 1 0 1 0 1

1 0 1 0 1 0 0

1 0 0 0 1 0 1

1 0 1 0 0 1 0

8 0 4 2 5 3 5

2 ³ 2

2 ¹ 0

0 0 0 1 1 1

0 0 0 1 0 1 0

0 0 1 0 1 0 1

1 0 0 0 0 0 0

2 ^{0 2}

“1”

블 럭

그림3.12 2비트 BCC를 가진 검사 예

(4) 순환 중복 검사(cyclic redundancy check)

- random error : data bit가 불규칙적으로 생기는 오류 - burst error : 몇 개의 bit가 연속적으로 틀리는 오류

(data bits k + optional bits n)가 정해진 숫자로 나누어지는 n-bits 값을 함께 전송

Example) data M = 110011 pattern P = 11001

2) 1)항 결과를 pattern 값으로 나눈다. :(나머지)1001 1) data을 적정구간 shift시킨다. : 1100110000 3) data에 나머지를 부가하여 전송한다. : 1100111001 4) 수신단에서 data를 pattern 값으로 나눈 후,

나머지 값이 “0”인가 확인한다.

 Error correction (Hamming code)

Example) data M = 10110010

hamming bits P = 2 (k=0,1,2,3) ^k

1 0 1 1 H 0 0 1 H 0 H H 2 ³ 2 ² 2 ¹ 2 ⁰

12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 : weight

: hamming bits

1) “1” bit가 있는 곳의 가중치를 2진수로 표현 12  1100, 10  1010, 9  1001, 5  0101 2) 2진수에 대한 X-OR 연산 수행 & 전송 : 1010

1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0

3) 수신단에서 “1” bit가 있는 곳의 가중치와 hamming bits에 대한 X-OR 연산 수행 : 1001

 9-th bit error..!!

1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0

(1) 가역 압축 (reversible compression)

- 원래 파일로 완전 복원 가능 (대상 : 문서나 실행파일) - 무잡음 압축(noiseless compression)

6. 데이터 압축 (Data Compression)

(2) 비가역 압축 (irreversible compression)

- 복원 파일이 원본과 같을 필요 없음 (대상: 음성 및 화상신호) - 잡음 압축(noisy compression), 압축률이 높음

그림3.13 허프만 데이터 압축의 예

 허프만 부호(Huffman coding) 압축

문자 발생확률 허프만 코드

A B C D

0.40 0.35 0.20 0.05

1

1

1

0 0

0

1 00 010 011

 영상 데이터의 압축

(1) Run Length 압축 부호화

- “0” 비트열이 많이 포함되어 있을수록 압축효과 높음 - 팩시밀리 전송 문서 (70~80%가 공백)

(2) MPEG에 의한 동영상 압축 부호화

- Moving Picture Expert Group : MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 - 단점 : 압축시간이 많이 걸림

(3) JPEG에 의한 정화상 압축 부호화 - Joint Photographic Expert Group - 제공되는 압축 알고리즘

 순차적 부호화 : 영상요소가 스캔되는 순서대로 부호화  점진적 부호화 : 낮은 화질로부터 높은 화질로 복원  무손실 부호화 : 본래의 영상과 동일한 영상 복원 가능  계층적 부호화 : 여러 해상도로 부호화

 보안 서비스의 특성

(2) 인증 (Authentication)

: 자료의 원본 입증, 즉 거짓이 아님을 확인할 필요성 (1) 신뢰성 (Confidentiality)

: 제반 정보를 인가자만 읽을 수 있도록 통제

7. 데이터 암호화 (Data Encryption)

(3) 무결성 (Integrity)

: 제반 정보는 인가자만 수정할 수 있도록 통제

(4) 무인봉쇄 (Non-reputation)

: 자료의 송신자 모두 전송을 거부할 수 없도록 통제 (5) 접근제어 (Access control)

: 정보시스템이 정보자원의 접근을 통제 (6) 가용성 (Availability)

: 인가자가 필요 시 시스템을 이용할 수 있게 해줄 필요성

 보안에 대한 공격

(2) 가로채기 (Interception)

- 도청 및 파일의 불법 복사 : 신뢰성 및 무결성 (1) 방해 (Interruption)

- 시스템의 일부가 고장 또는 파괴 : 가용성

(3) 수정 (Modification)

- 전송중인 데이터의 수정 : 신뢰성 및 접근제어 (4) 위조 (Fabrication)

- 위조물 삽입 : 인증

(1) (2)

(3) (4)

 네트워크 보안의 분류

보안 (security)

security key (DES)

public key (RSA) message

digest (MD5)

Authen- tication

message integrity privacy

cryptography algorithms

security services

 암호의 기본 요건

- 암호 해독자에게 힘들게 해독의 난이도를 증가시키는 것 - 가급적 키의 크기는 적정한 범위 안에서 작을 것

- 암호화 및 복호화 작업은 간단할 것

- 오류가 발생하더라도 타 부분으로의 오류 파급이 적을 것 - 암호문이 평문에 비하여 길어지지 않을 것

 관용(비밀키) 암호화 방식

 DES (Data Encryption Standard)

- 1977년, 국제표준위원회에 의해 채택

- 64bit 평문과 임의의 키의 조합으로 64bit 암호문 생성 : 쥴리어스 시저代에 개발, 알파벳 문자 치환 방식

DES DES

M (64bit)

E 암호화

M 복호화 K

(56bit) plaintext :

ciphertext :

그림3.17 전통적인 암호화

 공개키 암호화 방식

 RSA (Rivest-Shamir-Adleman)

- 암호화 키와 복호화 키가 서로 다른 한 쌍

- 공개키로 암호화, 비밀키(secret key)로 복호화 : 관용 암호화 방식의 키 분배 문제 해결

송신자

 EM=E^Krp(M)

 EM=E^Ksp(M) 비밀키 디렉토리 Kss : 송신자의 비밀키

수신자

 EM=D^Krs(M)

 EM=D^Krs(M) 비밀키 디렉토리 Krs : 수신자의 비밀키 공개키 디렉토리

Ksp : 송신자의 공개키 Krp : 수신자의 공개키









그림3.18 공개키 암호화

 연습문제 - 객관식

8 다음 디지털 통신 시스템이 아날로그 통신 시스템에 비해 갖는 장점을 나열한 것 중 틀린 것은?

 에러(error)를 복구할 수 있다.

 암호화(encryption)가 용이하다.

 전송 대역폭이 좁다.

 잡음에 강하다.

18 데이터 전송방식에서 비동기식 전송의 특성이 아닌 것은?

 동기는 글자단위로 이루어지며 송수신측이 항상 동기상태에 있을 필요가 없다.

 전송속도는 보통 2,000bps를 넘는 경우에 사용한다.

 각 글자의 앞 쪽에 스타트 비트 1개, 뒤 쪽에 1개 또는 2개의 스톱 비트를 갖는다.

 각 글자 사이에 휴지 간격이 있을 수 있다.

Chapter 4 물리층과 데이터 링크층

1. 물리층 (Physical Layer)

송신측 DTE

수신측

DTE DCE 통신선로 DCE

- 기계적 특징 : 9-pin or 25-pin, male or female, etc - 전기적 특징 : 1/0  5V/0V, 12V/-12V, etc

- 기능적 특징 : 각 pin의 기능 정의

- 절차적 특징 : 데이터 송/수신을 제어하기 위한 절차를 정의

(1) RS-499와 RS-232C의 차이점 (2) RS-422

(3) X.21과 X.21 bis의 차이점

2. 데이터 링크층 (Data Link Layer)

데이터링크 프로토콜의 역할

1

그림4.7 ACK 신호와 데이터 프레임 전송의 동작 순서

네트워크층

데이터링크층

물 리 층

네트워크층

데이터링크층

물 리 층 F(1)

ACK 신호

F(1)의 신호

(실제 전송 매체 상의 신호) D.req(1)

P.req(2)

D.conf(10) D.resp(7)

P.conf P.resp(8)

D.ind(6)

P.ind(4)

(9) (3)

(5)

송신측 수신측

회선 구성

2

그림4.8 불균형 링크 클래스

주스테이션

부스테이션 부스테이션 부스테이션

응답

명령

그림4.9 균형 링크 클래스

복합스테이션 B

복합스테이션 C

복합스테이션 D

복합스테이션

A 명령/응답

 폴링 (Polling)

그림4.10 폴링

주스테이션 부스테이션

전송할 데이터가 없는 경우

전송할 데이터가 있는 경우

Polling Message EOF

I (0)

I (1)

I (2)

ACK(0)

ACK(1)

ACK(2)

ACK(n) I (n)

EOF . . .

그림4.11 폴링 방식별 구성도와 동작 내용

주 스테이션

(a) 롤-콜 폴링(Roll-Call Polling) 방식

(b) 허브-고-어헤드 폴링(Hub-Go-Ahead Polling) 방식

부 스테이션

부 스테이션

부 스테이션

부 스테이션

부 스테이션

부 스테이션

변복조기 또는 터미널 송수신 장치

입력 출력

부 스테이션

부 스테이션

부 스테이션

부 스테이션

부 스테이션

부 스테이션

입력 출력

주 스테이션

(폴 메시지 결로)

 실렉션 (Selection)

그림4.12 실렉션

주스테이션 부스테이션

수신준비가 안된 경우

수신준비가 된 경우

Selection Message NAK

I (0)

I (1)

I (2) ACK(0)

ACK(1)

ACK(2)

I (n)

EOF .

. .

EOF

 경쟁 (Contention)

그림4.13 데이터 링크상의 경쟁 방식

A C E

B D F

신호 감지 장치

F에서 C로의 데이터 전송

복합 스테이션

- 고장난 노드가 있어도 일부 통신선로만 두절됨 - 오버헤드 신호가 없음

- 전송경로의 사용에 대한 우선 순위를 제공하지 않음

그림4.14 정지 대기 ARQ

에러 제어

3

 정지 대기(stop-and wait) ARQ

-자동 재전송 요청 (ARQ; Automatic Repeat reQuest) - ACK : 수신 데이터에 이상이 없는 경우

- NAK : 수신 데이터에 이상이 발생한 경우

0 1 1 2 3

0 E 1 2

ACK0 NAK1 ACK1 ACK2

송신측:

수신측:

그림4.16 Go-back-N의 프레임 에러

 Go-back-N ARQ (1)

I(0) I(1) I(2) I(3) I(4) I(5) I(2) I(3) I(4)

0 0

1

1 2

1 3 2

2 4 3

2 5 4 3

2 5 4 3

0 1 2 3 4 5 6

I(0)

Ack(0)

I(1) I(2) I(3) I(4) I(5) I(2) I(3) I(4)

Ack(1) Nak(2) Ack(2)

I(0) I(1) I(3) I(4) I(5) I(2) I(3)

 주스테이션

부스테이션 수신측

송신측

재전송 리스트

 Go-back-N ARQ (2)

그림4.17 Go-back-N의 ACK 신호 에러

I(0) I(1) I(2) I(3) I(4) I(5)

0 1 1

2

1 3 2

1 3 2

1 4 3 2

4 5

0 1 2 3 4 5 6

I(0)

Ack(0)

I(1) I(2) I(3) I(4) I(5) Ack(1)

I(0) I(1) I(3) I(4)

 주스테이션

부스테이션 수신측

송신측

재전송 리스트



I(2)

Ack(2) Ack(3) Ack(4)

I(5) 4

5

 선택적 재전송 ARQ

그림4.18 선택적 재전송의 프레임 에러

(1) 묵시적 재전송 방식

I(0) I(1) I(2) I(3) I(4) I(5) I(2) I(6)

0 0

1

1 2

1 3 2

2 4 3

2 5 4 3

4 2 5

0 1 2 3 4 5 6

I(0)

Ack(0)

I(1) I(2) I(3) I(4) I(5) I(2) I(6)

Ack(1) Ack(3) Ack(2)

I(0) I(1) I(3) I(4) I(5) I(2) I(6)

 주스테이션

부스테이션 수신측

송신측

재전송 리스트

5 6 2 7

Ack(4) Ack(5)

그림4.19 선택적 재전송 ACK 프레임 에러

(1) 묵시적 재전송 방식

I(0) I(1) I(2) I(3) I(4) I(1)

0 1 1

2

1 3 2

1 3 2

3 1 4

4 1

0 1 2 3 4 5 6

I(0)

Ack(0)

I(1) I(2) I(3) I(4) I(1) Ack(1)

I(0) I(1) I(3) I(4)

 주스테이션

부스테이션 수신측

송신측

재전송 리스트

I(2)

Ack(2) Ack(3) Ack(4)

I(1) 4

Ack(1)

 선택적 재전송 ARQ

그림4.20 선택적 재전송의 프레임 에러

(2) 명시적 재전송 방식

I(0) I(1) I(2) I(3) I(4) I(5) I(2) I(6)

0 0

1

1 2

1 3 2

2 4 3

2 5 4 3

3 5 4

0 1 2 3 4 5 6

I(0)

Ack(0)

I(1) I(2) I(3) I(4) I(5) I(2) I(6)

Ack(1) Nak(2) Ack(5)

I(0) I(1) I(3) I(4) I(5) I(2) I(6)

 주스테이션

부스테이션 수신측

송신측

재전송 리스트

3 5 4 7

I(7)

2 2

6

3 5 4 8

2 6

6 7 9

그림4.21 선택적 재전송의 ACK 프레임 금지 구간이 없는 경우

(2) 명시적 재전송 방식

I(0) I(1) I(2) I(3) I(4) I(5) I(6) I(7)

0 0

1

1 2

1 3 2

2 4 3

2 5 4 3

2 4 3

0 1 2 3 4 5 6

I(0)

Ack(0)

I(1) I(2) I(3) I(4) I(5) I(6) I(7)

Ack(1)

Nak(2) Ack(5)

I(0) I(1) I(3) I(4) I(5) I(6)

 주스테이션

부스테이션 수신측

송신측

재전송 리스트 5

7 6 7

5 6

Ack(4)



흐름 제어

4

 X-ON과 X-OFF

 슬라이딩 윈도우 방식

그림4.23 슬라이딩 윈도우 방식의 예

: 송수신 간에 처리속도가 다름에 따라 발생하는 문제를 해결하기 위한 기능

 수신측의 버퍼가 차면 전송중지 요구, 버퍼가

어느 정도 이하로 비면 전송재개를 요청하는 방식



송신측에서 전송한 프레임에 대해 수신측에서는

ACK 메시지를 이용하여 송신측 윈도우의 크기를

조절함으로써 전송속도를 제한하는 방식

2. 데이터 링크 제어 프로토콜

BSC (Binary Synchronous Control)

1

표 3.1 전송 제어 문자

SYN, PAD, SOH, ITB, ETB, STX, ACK, NAK, ETX, ENQ, DLE

그림 4.24 BSC 프레임의 형식 P A

D P A D

S Y N

S Y N

S T

X 비 투명 데이터 E

T X

P A BCC D S 헤딩

O H

P A D

P A D

S Y N

S Y N

S T

X 투명 데이터 E

T X

P A BCC D S 헤딩

O H

D L E

D L E

PAD: Frame Pad, SYN: SYNchronous idle, SOH: Start Of Heading, STX: Start of TeXt, ETX: End of TeXt, DLE: Data Link Escape

그림 4.25 BSC 프로토콜

Computer A Computer B

1 2

3 4

5 6

7 8

9

11 12

13 10

HDLC (High-level Data Link Control)

2

임의의 비트 전송

- 임의의 비트 정보를 전송할 수 있음 - 비트 투과성(transparency) 보장

전송 효율의 향상

- 상대 응답확인 없이 최대 7개 프레임 연속 전송 가능

신뢰성의 향상

- CRC 체크 방식으로 엄격한 오류 체크가 가능

- 전송제어 부호도 데이터의 일부로서 체크의 대상

: 1974년 ISO에 의해 규정된 전송 제어 절차

그림 4.30 HDLC의 형식과 구조

정보 필드 FCS 플래그

제어 필드

플래그 주소

필드

8 8/16 8/16 가변길이 16/32 8

정보프레임의 시작을 나타낸다

정보프레임의 끝을 나타낸다

(1) 플래그 : 01111110 사용, 프레임 내에서 “1”이 5개 연속되면 “0”을 삽입하여 투과성 부여

(3) 제어 필드 : I-프레임, S-프레임, U-프레임

(5) FCS (Frame Check Sequence) : CRC(중복검사부호) 방식 (2) 주소 필드 : 프레임 송수신 시 해당 부스테이션을 식별

(3) 정보 필드 : 길이는 표준으로 정해져 있지 않으나 구현 방법에 따라 특정한 최대값은 규정

 연습문제 - 객관식

1

데이터 통신에서 컴퓨터와 컴퓨터, 컴퓨터와 터미널간의 신속 정확한 신뢰성 있는 정보를 주고받기 위해서 이들 사이에 미리 약속된 규정을 무엇이라 하는가?

 소프트웨어(software)  프로토콜(protocol)

 인터페이스(interface)  폴(poll) 12 ARQ란?

 전송된 에러를 검출하는 방식이다.

 부호를 오자 없이 전송하는 방식이다.

 전송된 에러를 자기 정정하는 방식이다.

 검출된 에러를 재전송하도록 요구하는 방식이다.

13 송신측은 한 개의 블록을 전송한 다음 수신측에서 에러의

발생을 점검 후 ACK나 NAK를 보내올 때까지 기다리는 방식은?

 정지 대기 ARQ  연속적 ARQ

 적응적 ARQ  전진 에러 수정

Chapter 5 컴퓨터 통신망의 기초

1. 교환망의 비교

- 두 스테이션간에 하나의 전용 통신로가 설정 - 일반적인 예 : 전화 시스템

- 통신절차 (3단계) : 회선 설정, 데이터 전송, 회선 해제

회선 교환망

1

 단점 : 회선 이용률 면에서 비효율적이고,

에러 제어 기능 없이 단순히 데이터 전송경로만 제공

 장점 : 전송지연이 없어 음성 등의 실시간 통신에 적합

- 회선 교환망이 갖는 비효율적인 회선 이용을 개선 - 메시지(헤더,텍스트,트레일러) 단위로 데이터 전송 - 교환기에서 축적(store)/전달(forward) 방식으로 전송 - 전송지연 발생 : 전보, 전자메일, 파일 전송에 이용

메시지 교환망

2

A B

노드3

하드 디스크

하드 디스크

하드 디스크

그림 5.5 메시지 교환망 모델

노드1 링크1 링크2 링크3 링크4

노드2

- 긴 메시지를 여러 개의 패킷으로 나누어 전송

- 헤더 : 송신측 주소, 수신측 주소, 패킷 순서 번호 등

패킷 교환망

3

C

그림 5.7 패킷 교환 방식의 데이터그램

D A

B ^{A C i 데이터}

송신측 수신측

순서번호 A D 5 데이터

A D 3 데이터

A D 4 데이터

A D 1 데이터 A D 2 데이터

통신 장비

통신 장비 공중 패킷 교환망

 데이터 그램 (datagram) 방식

C

그림 5.8 가상 회선의 구성 예

D A

B

통신 장비

통신 장비 공중 패킷 교환망

 가상 회선 (virtual circuit) 방식

1

2 3 4

1

2 3

4

1 2

1 2

가상 회선

전송 지연 시간

: 데이터그램 방식은 호출 설정이 없고,

가상회선 방식은 각 노드에서 경로 결정할 필요 없음

통신 폭주 대비

: 데이터그램 방식은 융통성을 가지나,

가상회선 방식은 폭주 상태를 피할 수 없어 신뢰성 떨어짐

(1) 1패킷 전송 : 20bytes data * 3 + 2bytes header * 3 = 66 bytes (2) 2패킷 전송 : 10bytes data * 4 + 2bytes header * 4 = 48 bytes (3) 5패킷 전송 : 4bytes data * 7 + 2bytes header * 7 = 42 bytes (4) 10패킷 전송: 2bytes data * 12 + 2bytes header * 12 = 48 bytes

패킷 크기와 전송시간과의 관계

4

data H

A (송신측)

B (수신측) a

(교환기)

b (교환기)

data H data H

data H

A (송신측)

B (수신측) a

(교환기)

b (교환기)

data H data H

data H

data H

data H

1패킷 전송시간 2패킷 전송시간

교환망의 기술 비교

5

노드 ¹ ₂ 3 4

호요청신호 시간

호승락신호

메시지

호확인신호(Ack)

회선 교환

노드 ¹ ₂ 3 4

메시지 메시지

교환 ^메시지 _메시지

가상회선 패킷 교환

노드 ¹ ₂ 3 4

호요청신호

호승락신호 Ack

데이터그램 패킷 교환

1 2 3

1 2 3

1 2 3

패킷 노드 ¹ ₂

3 4

1 2 3

1 2 3

1 2 3

패킷

6. 근거리 통신망 (LAN)

 LAN (Local Area Network)

: 한정된 범위 내(빌딩, 공공기관 등)에서 데이터의 교환 및 공유를 위해 설치된 사설 컴퓨터 통신망

 LAN의 목적

- 업무 분산 처리 및 통합된 사무 자동화 구축 - 임의의 노드간 정보 교환 및 정보 공유

- 이기종 및 원거리 통신망과의 정보 교환 - 고속의 데이터 전송 및 처리

- 주변 전산 기기의 공동 이용

- 데이터 및 응용 프로그램의 공동 이용

개 요

1