TCP/IP - 데이터 링크 계층 (Data Link Layer) : 심화

데이터 링크층 (Data-Link Layer) 

데이터 링크층은 네트워크에서 노드 간 데이터를 전송하고, 신뢰성 있는 전송을 보장하는 중요한 역할을 합니다. 이 층은 물리층 위에 있으며, 물리적 연결을 통해 데이터를 송수신 합니다.

 

• 인터넷의 구성 요소:
  • 라우터나 스위치와 같은 네트워크 장치를 연결하는 네트워크.
  • 패킷이 호스트 간에 전달될 때, 경로가 필요하며 이는 여러 네트워크를 통과하게 됩니다.
• 노드와 링크:

• 데이터 링크층은 노드 대 노드 통신을 담당합니다. 노드란 호스트와 라우터를 의미하며, 링크는 그 사이의 네트워크 연결을 의미합니다.

• 링크 유형:
  • 점-대-점 링크: 두 단말 간에만 전용으로 연결된 링크.
  • 브로드캐스트 링크: 여러 기기들 사이에서 공유되는 링크.
• 두 가지 부계층(이거 매우 중요함):

• 데이터 링크 제어(DLC): 점-대-점과 브로드캐스트 링크에 관한 공통사항을 처리.
• 매체 접근 제어(MAC): 브로드캐스트 링크와 관련된 사항을 처리.

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데이터 링크 제어(DLC 기능)

• 프레임 짜기(Framing):

바이트 채우기 빼기 잘 알아두어야 함

• 데이터 링크층에서 비트들을 프레임으로 묶어 구분.
• 송신자와 수신자의 주소를 포함하여 데이터를 발신지에서 목적지로 전달.
• 고정 길이 프레임: 고정된 길이로 프레임을 전송.
• 가변 길이 프레임: 프레임의 끝을 표시하는 플래그를 사용하여 변동 가능.

• 오류 제어(Error Control)- 받는 쪽에서 판단:
  • 단일 비트 오류: 데이터의 한 비트가 잘못 전송된 경우.
  • 폭주 오류: 연속된 비트들이 변경된 경우.
  • 중복(Redundancy): 오류 검출 및 정정을 위해 추가 비트를 사용하여 데이터 검증.
• 오류 검출 방식:
  • 패리티 검사: 패리티 비트를 추가하여 오류를 감지.
  • 해밍거리, 최소 해밍 거리(중요중요)
  • 순환 중복 검사(CRC): 널리 사용되는 오류 검출 방식으로, LAN과 WAN에서 사용. - CRC 하는법도 중요함. - 순환 중복 검사

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매체 접근 프로토콜 - 이 부분은 데이터 링크층의 핵심입니다. 따로 통신 방법은 적지 않았지만, 매우 중요합니다.

• 다중 접근(Multiple Access):
  • 여러 지국이 공유 링크를 사용할 때 매체에 접근을 조정하는 프로토콜.
• ALOHA 프로토콜(매우 중요):
  • 순수 ALOHA: 각 지국은 데이터를 전송할 때 언제든 전송하며, 충돌 시 재전송.
  • 틈새 ALOHA: 전송 시간을 슬롯으로 나누어 충돌 확률을 줄임.
• CSMA/CD:
  • 충돌 검출 반송파 감지 다중 접근: 충돌을 감지하고 이를 처리하는 방식으로, 충돌이 발생하면 재전송합니다.
• 제어 접근:
  • 예약(Reservation): 데이터를 전송하기 전에 예약하는 방식.
  • 폴링(Polling): 주국이 종국에게 전송을 요청하는 방식.
  • 토큰 전달(Token Passing): 네트워크가 논리적으로 링 형태로 연결되어, 토큰을 가진 지국만 데이터를 전송할 수 있는 방식.

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데이터 링크층 주소지정

• 링크 계층 주소: 물리적 네트워크 연결에 사용되는 주소로, MAC 주소로도 알려져 있습니다.
  • 유니캐스트 주소: 일대일 통신.
  • 멀티캐스트 주소: 일대다 통신.
  • 브로드캐스트 주소: 네트워크 내 모든 장치로 전송.
• 주소 변환 프로토콜(ARP):

• IP 주소를 링크 계층 주소로 변환하여 프레임에 담아 전송하는 프로토콜.