정보통신망 - 6강. 데이터 통신의 기능(II)

1. 주소지정

• 주소지정 (addressing)
  • 명명(naming), 식별(identification)
  • 컴퓨터 통신망에서 사용자(컴퓨터, 파일 등)를 식별하는 방법
  • 문자 또는 수를 이용
• 주소 지정 방식의 분류
  • 계층의 수
    • 단일 계층, 복수 계층
  • 부 네트워크가 제공하는 주소 서비스
    • 물리 주소 및 논리 주소
  • 같은 주소를 갖는 지국의 수
    • 단일 지국
    • 복수 지국
      • 복수 목적지 주소, 그룹 주소
      • broadcasting 주소, flooding 주소
  • 주소할당 모드
    • 정적 주소, 동적 주소
• 물리주소
  • 데이터링크 계층에서 사용하는 MAC 주소
  • 48 비트로 구성
  • 콜론(:)으로 8비트씩 구분하여 6개의 16진수로 표현
• 논리주소
  • 네트워크 계층에서 사용하는 IP주소
  • 32 비트로 구성
  • 점(.)으로 8비트씩 구분하여 4개의 10진수로 표현함

2. 오류제어

• 오류 (error)
  • 송신 데이터 != 수신 데이터
  • 송신 데이터가 주어진 시간안에 수신츠겡 도착하지 못한 경우
  • 오류 발생의 이유: 열, 자기장, 간섭, 고장 등
• 잔류 오류율 (RER: Residual Error Rate)
  • 오류가 있는 비트(문자, 블록) 수 / 전송된 총 비트(문자, 블록) 수
• 오류 제어
  • 잡음, 고장 등의 영향에 대비하여 잔류오류율(RER)을 주어진 한계 이내로 유지하는 통신 기능
• 오류 제어 방식
  • 후진 오류 제어 (backward error control)
    • 오류 검출 후 재전송 요청
  • 전진 오류 정정 (forward error correction)
    • 오류 검출 및 수정
• 오류 검출 방식
  • 패리티 검사
  • 패리티 전략
    • 홀수 패리티 전략 (odd parity)
    • 짝수 패리티 전략 (even parity)
  • 단순 패리티 검사 (홀수 패리티 이용)
    • 동시에 짝수개의 비트오류가 있는 경우 오류 검출을 못함
  • 2차원 패리티 검사 (짝수 패리티 이용)
  • 검사 합 (Check Sum)
    • 검사합 생성 -> 검사합 검사
  • 검사합 생성기
    • 데이터를 세그먼트로 분할
    • 세그먼트들을 2진수로 간주하고 합함
    • carry bit도 합함
    • 합한 결과를 1의 보수로 만듦 (==> checksum)
  • 검사합 검사기
    • 비트열을 수신하여 세그먼트로 분할
    • 0010 + 0110 = 1000 -> 1의보수 -> 0111
    • 0010 + 0110 + 0111 = 1111 -> 1의보수 -> 0000 (0이 아니면 오류가 있다)
  • 순환 잉여 검사 (CRC: Cyclic Redundancy Check)
    • 패리티 검사: 문자 단위의 검사
    • BCC 생성 과정
      • 비트의 다항식 표현 ==> M(X)
      • 생성 다항식 (G(X)) 에 의한 부호화
        • 모듈로 -2연산을 사용
  • 오류 검사 과정
    • 수신된 BCC (F(X))를 이용한 오류 검사
      • BCC를 동일한 생성다항식(G(X))로 나누어
        • 나머지가 없으면 -> 오류 없음
        • 나머지가 있으면 -> 오류 있음
      • 전송 데이터: 00001011
      • M(X) = x^3 + x + 1
      • 생성 다항식에 의한 부호화
        • G(X) = X + 1
        • m = 1

3. 귀환 오류 제어

• 오류제어
  • 전진 오류 정정
  • 귀환 오류 제어
• 귀환 오류 제어
  • 지국 사이의 역방향 채널을 이용하는 오류제어 방법
  • 귀환오류제어의 분류 (오류검출 위치)
• 결정 귀환
  • 오류 검출의 위치가 수신측에 있는 경우
  • ARQ (Automatic Repetition reQuest)
• 정보 귀환
  • 오류 검출의 위치가 송신측에 있는 경우
• 복합 귀환
  • 오류율을 줄이기 위해 오류제어방법을 복합적으로 사용
• ARQ
  • 정지대기 (Stop and Waiting) ARQ
    • 1개의 데이터 프레임을 송신하고 기다림
    • ACK를 수신하면 다음 프레임을 송신 후 기다림
    • REJ를 수신하면 처음 프레임을 재송신후 기다림
    • 대기시간을 초과하면 처음 프레임을 재송신후 기다림
    • 특징
      • 구현이 단순, 비용(버퍼)이 저렴
      • 전송효율 떨어짐 (기다리는 시간)
  • 연속적 ARQ
    • 여러개의 데이터 프레임을 송신하고 기다림
    • Go-Back-N ARQ
      • sliding window
    • Selective-Repeat ARQ
      • REJ가 수신된 프레임만 재전송
      • 전송 효율이 Go-Back-N ARQ보다 높음
      • 프레임의 송수신 순서가 달라 재배열이 필요한 문제 등 복잡
  • 적응적(Adaptive) ARQ
    • 프레임의 길이를 동적으로 변경시키는 방법
      • 수신측은 통신오류 발생률을 송신측에 통보
      • 송신측은 그에 적합한 프레임 길이로 전송함
• 전진 오류 정정 (Forward Error Correction)
  • 수신측에서 오류 검출 및 정정까지 할수 있는 방식
  • 연속적인 데이터 흐름이 필요하고 역방향 채널의 제공이 어려울 때 많이 사용
  • 오류 정정 코드 전송
    • 데이터 프레임에 잉여 비트를 추가하여 만듦
    • 해밍(Hamming) 코드
    • 리드-뮬러(Reed-Muller) 코드
    • 리드-솔로몬(Reed-Solomon) 코드 등
  • 잉여 비트의 크기만큼 전송 효율이 떨어지는 단점