Chapter 11 Data Link Control Http netwk hannam

Chapter 11 데이터 링크 제어 (Data Link Control) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 1

바이트 채우기는 텍스트에 플래그나 ESC 문제가 있을 때 여분의 1 바이트를 추가하는 처리이다. Byte stuffing is the process of adding 1 extra byte whenever there is a flag or escape character in the text. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 8

비트 채워 넣기는 수신자가 데이터 속에 있는 “ 01111110”을 플래그로 오해하지 않도록 “ 0” 다음에 연속되는 “ 1”이 다섯개 있으면 여분의 “ 0” 비트를 추가하는 처리이다. Bit stuffing is the process of adding one extra 0 whenever five consecutive 1 s follow a 0 in the data, so that the receiver does not mistake the pattern 0111110 for a flag. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 10

q 비트 채우기(stuffing)와 빼기(unstuffing) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 11

11. 2 흐름 제어와 오류 제어 데이터링크층의 가장 중요한 책무는 흐름 제어(flow control)와 오류 제어(error control)이다. 총체적으로 이 기능들을 데이터링크 제어(data link control)라고 한다. Topics discussed in this section: Flow Control Error Control Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 12

흐름 제어는 송신자가 확인응답을 받기 전에 보낼 수 있는 데이터의 양을 제한하기 위해 사용하는 일련의 절차이다. Flow control refers to a set of procedures used to restrict the amount of data that the sender can send before waiting for acknowledgment. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 13

데이터링크 층의 오류제어는 데이터 재전송을 요구하는 ARQ를 기반으로 한다. Error control in the data link layer is based on automatic repeat request, which is the retransmission of data. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 14

q 이 장에서 논의된 프로토콜의 종류 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 16

1. 4 무잡음(NOISELESS) CHANNELS 우선 프레임 손실도 없고 복제되지도 않으며 손상되 지 않는 이상적인 채널을 가정하자. 이러한 종류의 채널에 대해서는 두 개의 프로토콜을 소개한다. Topics discussed in this section: Simplest Protocol Stop-and-Wait Protocol Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 17

q 가장 간단한 프로토콜의 송신측 알고리즘 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 19

q 가장 간단한 프로토콜의 수신측 알고리즘 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 20

Figure 11. 7 Flow diagram for Example 11. 1 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 22

q 정지 후 대기(Design of Stop-and-Wait) Protocol Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 23

q 정지-후-대기 프로토콜을 위한 송신측 알고리즘 (Sender-site algorithm for Stop-and-Wait Protocol) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 24

q 정지-후-대기를 위한 수신측 알고리즘 (Receiver-site algorithm for Stop-and-Wait Protocol) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 25

Figure 11. 9 Flow diagram for Example 11. 2 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 27

정지-후-대기 ARQ에서 오류제어는 전송된 프레임 의 사본을 가지고 있다가 타이머가 종료되면 프레임을 재 전송 한다. Error correction in Stop-and-Wait ARQ is done by keeping a copy of the sent frame and retransmitting of the frame when the timer expires. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 29

정지-후-대기 ARQ에서 순서 번호는 프레임에 부여하여 사용한다. 순서번호는 모듈러-2 연산을 기반으로 한다. In Stop-and-Wait ARQ, we use sequence numbers to number the frames. The sequence numbers are based on modulo-2 arithmetic. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 30

정지-후-대기 ARQ에서 확인응답 번호는 예상되는 다음 프레임의 순서 번호를 모듈러-2 연산으로 만들어 보낸다. In Stop-and-Wait ARQ, the acknowledgment number always announces in modulo-2 arithmetic the sequence number of the next frame expected. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 31

Figure 11. 10 Design of the Stop-and-Wait ARQ Protocol Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 32

Algorithm 11. 5 Sender-site algorithm for Stop-and-Wait ARQ (continued) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 33

Algorithm 11. 5 Sender-site algorithm for Stop-and-Wait ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr (continued) HANNAM UNIVERSITY 34

Algorithm 11. 6 Receiver-site algorithm for Stop-and-Wait ARQ Protocol Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 35

Figure 11. 11 Flow diagram for Example 11. 3 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 37

Go-Back-N 프로토콜 N 복귀 프로토콜에서 순서번호는 모듈로 2 m 인데, 여기서 m은 비트 단위의 순서 번호 필드의 길이이다. In the Go-Back-N Protocol, the sequence numbers are modulo 2 m, where m is the size of the sequence number field in bits. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 41

Figure 11. 12 Send window for Go-Back-N ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 42

송신 창은 세 개의 변수 Sf , Sn, Ssize 를 갖는 크기가 2 m − 1 인 가상의 상자를 정의하는 추상적인 개념이다. The send window is an abstract concept defining an imaginary box of size 2 m − 1 with three variables: Sf, Sn, and Ssize. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 43

송신 창은 적법한 응답이 도착하면 한 칸 이상 밀려 갈 수 있다. The send window can slide one or more slots when a valid acknowledgment arrives. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 44

Figure 11. 13 Receive window for Go-Back-N ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 45

수신 창은 한 개의 변수 Rn을 갖는 크기가 1인 가상 상자 를 정의하는 추상적인 개념이다. 바른 프레임이 도달했을 때 창이 밀려지며 항상 1칸 씩 밀린다. The receive window is an abstract concept defining an imaginary box of size 1 with one single variable Rn. The window slides when a correct frame has arrived; sliding occurs one slot at a time. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 46

Figure 11. 14 Design of Go-Back-N ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 47

Figure 11. 15 Window size for Go-Back-N ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 48

N 복귀 ARQ에서는 송신 창의 크기는 2 m 보다 작아야 하 며 수신 창의 크기는 항상 1이다. In Go-Back-N ARQ, the size of the send window must be less than 2 m; the size of the receiver window is always 1. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 49

Algorithm 11. 7 Go-Back-N sender algorithm (continued) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 50

Algorithm 11. 7 Go-Back-N sender algorithm (continued) 11. 51 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 51

Algorithm 11. 8 Go-Back-N receiver algorithm Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 52

Figure 11. 16 Flow diagram for Example 11. 6 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 54

Figure 11. 17 Flow diagram for Example 11. 7 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 57

정지 후 대기 ARQ는 송신 윈도우 크기가 1인 N 복귀 ARQ의 특별한 경우이다. Stop-and-Wait ARQ is a special case of Go-Back. N ARQ in which the size of the send window is 1. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 58

Figure 11. 18 Send window for Selective Repeat ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 59

Figure 11. 19 Receive window for Selective Repeat ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 60

Figure 11. 20 Design of Selective Repeat ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 61

Figure 11. 21 Selective Repeat ARQ, window size Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 62

선택적 반복 ARQ에서는 송신 창과 수신 창의 크기는 최대 2 m의 절반이다. In Selective Repeat ARQ, the size of the sender and receiver window must be at most one-half of 2 m. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 63

Algorithm 11. 9 Sender-site Selective Repeat algorithm (continued) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 64

Algorithm 11. 9 Sender-site Selective Repeat algorithm (continued) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 65

Algorithm 11. 9 Sender-site Selective Repeat algorithm Http: //netwk. hannam. ac. kr (continued) HANNAM UNIVERSITY 66

Algorithm 11. 10 Receiver-site Selective Repeat algorithm Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 67

Algorithm 11. 10 Receiver-site Selective Repeat algorithm Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 68

Figure 11. 22 Delivery of data in Selective Repeat ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 69

Figure 11. 23 Flow diagram for Example 11. 8 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 74

Figure 11. 24 Design of piggybacking in Go-Back-N ARQ Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 75

11. 6 HDLC 고급 데이터 링크 제어(HDLC, High-level Data Link Control)는 점-대-점과 다중점 링크상에서 반이중 통 신과 전이중 통신 모두를 지원하도록 설계된 실제 프로토콜이다. HDLC는 본장에서 논의한 ARQ 장치 를 구현한 것이다. Topics discussed in this section: Configurations and Transfer Modes Frames Control Field Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 76

Figure 11. 25 Normal response mode Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 77

Figure 11. 26 Asynchronous balanced mode Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 78

Figure 11. 27 HDLC frames Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 79

Figure 11. 28 Control field format for the different frame types Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 80

Table 11. 1 U-frame control command response Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 81

Figure 11. 29 Example of connection and disconnection Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 83

Figure 11. 30 Example of piggybacking without error Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 86

Figure 11. 31 Example of piggybacking with error Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 88

11. 7 POINT-TO-POINT PROTOCOL HDLC는 점-대-점 및 다중점 형상 모두에서 사용될 수 있는 일반적인 프로토콜이지만 가장 널리 사용되 는 점-대-점 연결 프로토콜은 PPP(Point-to Point) 프 로토콜이다. Topics discussed in this section: Framing Transition Phases Multiplexing Multilink PPP Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 89

Figure 11. 32 PPP frame format Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 90

PPP는 바이트 중심 프로토콜로서 탈출 문자 0111110을 사용하여 바이트 채우기를 한다. PPP is a byte-oriented protocol using byte stuffing with the escape byte 01111101. Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 91

Figure 11. 33 Transition phases Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 92

Figure 11. 34 Multiplexing in PPP Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 93

Figure 11. 35 LCP packet encapsulated in a frame Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 94

Table 11. 2 LCP packets Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 95

Table 11. 3 Common options Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 96

Figure 11. 36 PAP packets encapsulated in a PPP frame Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 97

Figure 11. 37 CHAP packets encapsulated in a PPP frame Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 98

Figure 11. 38 IPCP packet encapsulated in PPP frame Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 99

Table 11. 4 Code value for IPCP packets Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 100

Figure 11. 39 IP datagram encapsulated in a PPP frame Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 101

Figure 11. 40 Multilink PPP Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 102

Figure 11. 41 An example Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 105

Figure 11. 41 An example (continued) Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 106

11. 8 요약 Q & A Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 107

q Report ■ 연습 문제 풀이 ■ 다음주 이 시간까지 Http: //netwk. hannam. ac. kr HANNAM UNIVERSITY 108