데이터링크 프로토콜이란?

데이터링크 프로토콜

 

데이터링크 프로토콜은 OSI 7계층 중 2계층(데이터링크 계층)에서 구현되는 규격들의 집합입니다.

주요 역할은 회선 제어(Line Control), 흐름 제어(Flow Control), 오류 제어(Error Control) 등 데이터 통신의 신뢰성과 효율성을 보장하는 것입니다.

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프로토콜의 분류

• 동기식 프로토콜
  • 문자 위주 방식 (Character-oriented)
  • 비트 위주 방식 (Bit-oriented)
• 비동기식 프로토콜 (거의 사용되지 않음)

문자 위주 프로토콜 (Character-oriented Protocol)

• 프레임을 바이트(8비트) 단위로 구성하며, ASCII 제어문자를 사용
• 대표 프로토콜: BSC(Binary Synchronous Communication, 1964년 IBM 개발)
• 비트 위주 프로토콜에 비해 비효율적이어서 현재는 거의 사용되지 않음
• 문자 코드에 의존적이므로, 통신하는 장치 간 문자 코드 체계가 일치해야 함
• 주로 동기식 전송을 사용하지만, 비동기식 전송도 지원
• 점대점(Point-to-Point), 멀티포인트(Multi-point) 모두 지원
• 흐름제어/오류제어: 정지-대기 ARQ(Stop-and-Wait ARQ) 사용, 반이중(Half Duplex)만 지원

BSC 프레임 구조

• SYN: 동기 문자, 2개 이상의 SYN으로 시작(프레임 동기화)
• SOH: 헤더의 시작
• Header: 송수신 장치의 주소, 프레임 식별 번호 등 제어 정보
• STX: 본문의 시작
• Data: 실제 데이터 본문
• ETX: 본문의 끝
• BCC: 오류제어용, 1바이트 LRC 또는 2바이트 CRC

데이터 투명성(Data Transparency)과 DLE

• 어떠한 비트 조합도 제어정보와 혼동되지 않고 데이터로 전송 가능해야 함
• DLE(Data Link Escape) 문자를 사용하여 데이터 투명성 보장
• 본문 내에 제어문자(STX, ETX 등)가 등장하면 앞에 DLE 문자 삽입
• 두 DLE 문자 사이의 모든 문자는 데이터로 취급
• 투명 영역 내에 제어문자와 동일한 비트 패턴이 있어도 제어문자로 취급하지 않음
• 본문 내에 DLE와 동일한 비트 패턴이 있으면 DLE 문자를 하나 더 추가

BSC 주요 전송 제어문자

문자	의미	기능
SYN	Synchronization	문자 동기
SOH	Start of Header	헤더의 시작
STX	Start of Text	본문의 시작 및 헤더의 종료
ETX	End of Text	본문의 종료
ETB	End of Transmission Block	블록의 종료
EOT	End of Transmission	전송 종료 및 데이터 링크 해제
ENQ	Enquiry	상대편에 데이터 링크 설정 및 응답 요구
DLE	Data Link Escape	데이터 내의 제어문자를 데이터로 취급
ACK	Acknowledgment	긍정 응답
NAK	Negative Acknowledgment	부정 응답

비트 위주 프로토콜 (Bit-oriented Protocol)

• 프레임을 비트의 연속(비트열)로 간주
• 문자 코드에 의존하지 않으며, 데이터 투명성이 뛰어남
• 멀티미디어 데이터(오디오, 비디오 등) 전송에 적합
• 대표 프로토콜: SDLC, ADCCP, HDLC, LAPB, LAPD, LAPM, Frame Relay, PPP

비트 위주 프로토콜의 발전

• 1975년: IBM이 SDLC(Synchronous Data Link Control) 개발
• 1979년: ANSI에서 SDLC 기반으로 ADCCP 표준화
• 1984년: ISO에서 ADCCP를 HDLC(High-level Data Link Control)로 국제 표준화
• 1981년~: ITU-T에서 HDLC 기반 LAP 시리즈(LAPB, LAPD, LAPM) 개발
• LAPB: X.25 패킷교환망과 ISDN의 B 채널용
• LAPD: ISDN의 D 채널용
• LAPM: 모뎀용
• HDLC로부터 발전된 프로토콜: Frame Relay, PPP

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정리

• 데이터링크 프로토콜은 동기식(문자 위주/비트 위주)과 비동기식으로 구분
• 문자 위주 방식(BSC)은 제어문자 기반, 비효율적이어서 현재 거의 사용되지 않음
• 비트 위주 방식(HDLC 등)은 데이터 투명성, 효율성, 확장성에서 우수하여 현대 데이터 통신의 표준
• BSC는 정지-대기 ARQ, 반이중만 지원, HDLC는 Go-Back-N ARQ, 전이중/반이중/단방향 모두 지원
• 데이터 투명성: BSC는 DLE 문자, HDLC/PPP는 비트 스터핑(bit stuffing) 방식 사용