데이터링크
데이터통신은 다양한 종류의 수많은 디바이스 상호 간의 동작으로 이루어진다. 여러 종류의 디바이스를 스테이션(Station)이라고 할 때, 데이터링크 제어 프로토콜이 적용되는 스테이션 사이의 회선을 데이터링크(Data Link)라고 한다.
데이터링크는 데이터 흐름과 타이밍에 따라 구분된다. 링크에서의 데이터 흐름이 한 방향으로만 허용되는 경우를 단방향(Simplex) 전송이라고 하며, 상호 전송 및 수신이 가능한 경우는 양방향(Duplex) 링크라고 한다. 양방향 링크는 상호 동시 전송이 허용되지 않는 반이중(Half Duplex) 전송 링크와 동시 전송이 허용되는 전이중(Full Duplex) 전송 링크로 구분된다. 만일 반이중 전송링크에서 두 개의 스테이션이 동시에 신호를 전송한다면 데이터 충돌은 피할 수 없다. 신호 간의 충돌 현상을 피하기 위해 회선을 제어해야 하므로 회선의 규칙(Line Discipline)이 필요하다. 이와 같은 회선제어 기능이 데이터링크 계층에서 수행된다.
회선제어
네트워크 시스템이서 데이터를 전송하려면 회선에 대한 접근권을 얻어야 한다. 이 접근권을 제어하는 것이 회선제어이다. 점 대 점(Point-to-Point) 전용 링크를 통한 데이터통신에서 사용되는 회선제어 방식에는 ENQ/ACK 방식, 폴링 방식, 경쟁 방식, 예약 방식 등이 있다.
- ENQ/ACK 방식
ENQ/ACK(Enquiry/Acknowledgement) 방식은 전용 전송링크로 구성된 두 스테이션 사이에 주로 사용된다. 두 스테이션 어느 쪽에서든 전송을 시작할 수 있다. 예를 들어 스테이션 A가 ENQ 프레임을 보내 연결이 초기화 과정이 진행되면 스테이션 B는 ENQ 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 보내 데이터를 받을 준비가 되었음을 알린다. 스테이션 A는 이제 데이터 프레임을 전송하고, 스테이션 B는 이에 대한 ACK 프레임을 보내는 과정이 계속된다. 마지막으로 전송의 끝을 알리는 EOT 프레임을 보냄으로써 작업이 종료된다.
ENQ/ACK 방식은 ENQ와 ACK 프레임으로 링크를 제어하는 매우 간단한 방법으로, 전용 전송링크로 구성된 점 대 점 데이터통신이 허용되는 경우에는 언제나 사용될 수 있다.
- 폴링 방식
폴링(Polling) 방식은 하나의 스테이션을 주 스테이션(Primary Station)으로 지정하고 나머지는 종속 스테이션(Secondary Station)으로 구성해 사용한다. 점 대 점 링크에서는 스테이션을 구분할 필요가 없으나, 하나의 주 스테이션과 여러 개의 종속 스테이션이 단일링크를 통해 연결된 경우에는 각 스테이션을 구별할 필요가 있다. 각 스테이션을 구별하기 위한 주소체계를 사용하고, 이에 따라 각 프레임은 주소 영역을 포함한다.
선택 모드(Select Mode)는 주 스테이션이 전송할 데이터가 있을 때 사용한다. 이때 주 스테이션이 링크에 대한 제어 권한을 갖는다. 주 스테이션이 SEL(선택) 프레임을 보내 전송할 데이터가 있음을 알린다. 이때 SEL 프레임에는 데이터 프레임에 보내고자 하는 종속 스테이션의 주소를 포함하는 영역이 들어 있다. 수신지 종속 스테이션은 수신된 SEL 프레임의 주소 영역을 확인한 뒤 응답으로 ACK 프레임을 전송지인 주 스테이션에 보내 데이터를 받을 준비가 되었음을 알린다. 이 방법으로 선택된 종속 스테이션만이 링크 사용권(접근권)을 획득하고 다른 스테이션은 모두 전송 대기상태가 된다. 이후 주 스테이션으로부터 선택된 종속 스테이션으로 데이터 전송이 이루어진다.
폴 모드(Poll Mode)에서는 주 스테이션이 다수의 종속 스테이션에 보낼 데이터가 있는지 여부를 확인해 데이터를 전송한다. 이를 다중점 폴링 절차(Multipoint Polling)라 한다. 주 스테이션에서 폴 프레임을 전송하면 전송할 데이터가 없는 종속 스테이션은 NAK(Negative AcK) 프레임을, 전송할 데이터가 있는 종속 스테이션은 ACK 프레임을 보낸다.
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