6. 데이터 링크층

1. 데이터 링크층 

1) 노드의 뜻, 서비스 

인터넷은 라우터, 스위치 같은 장치들을 연결하는 네트워크의 조합이다. 

데이터 링크층에서 통신은 노드-대-노드 단위로 이루어진다. 

점-대-점 링크를 생각해보며 두 개의 종단 호스트와 그 중간 라우터들은 모두 노드로써 노드 사이의 네트워크로 나타내는 것이 일반적이다.

한 노드에서 다른 노드로 이동하는데 LAN과 WAN은 라우터를 통해서 연결된다. 

 

물리층은 데이터 링크층에게 서비스를 제공하고 데이터 링크층은 네트워크층에 서비를 제공하는 것이다.

예를 들어 물리층이 데이터 링크층에 제공하는 서비스로는 전달하려는 데이터를 디지털 신호로 보낼지 아날로그 신호로 보낼지를 결정한다. 그리고 실제 전달 매체를 통해 데이터가 전달되는 것을 정의한다. 따라서 데이터 링크 층에서는 노드에서 다른 노드로 물리계층에서 이루어진 아날로그 또는 디지털 신호를 어떤 방식으로 전송할 것인지에 대해서만 따지면 된다. 정리하면,   

데이터 링크층의 책임 범위는 노드에서 다른 노드로 데이터를 전송하는 방법을 규약하는 것으로 생각할 수 있다. 

 

2) 데이터 링크층의 전송 단위

데이터 링크층에서 보낼 수 있는 기본 데이터 전송 단위가 있는데 그것이 frame이다. 패킷은 데이터 링크층에선 frame이라고 생각해도 된다.

네트워크층에서 전달 받은 패킷(데이터그램)을 데이터 링크층 단계에서 노드에서 다른 노드로 보내야하는데 이때 데이터그램을 frame 단위로 캡슐화를 하여 전달한다. 

이때 한 노드에서 다른 노드로 전달되는 frame의 캡슐화는 모두 다르다. 

예를 들어 발신지 호스트(노드)에서 네트워크층에서 받은 패킷(데이터그램)을 frame(type1)단위로 캡슐화를 하고 노드A로 보낸다. 

그럼 노드A에서는 frame(type1)의 역 캡슐화를 진행하고 노드 B로 전송하기 위해 다시 frame(type2) 단위로 캡슐화를 진행하고 수신자 호스트(노드)로 전송한다. 

수신사 호스트에서 frame(type2)의 역 캡슐화를 하여 데이터를 받을 수 있다. 

 

정리=>

한 링크와 다음 링크가 서로 같은 프로토콜을 사용하더라도 캡슐화와 역캡화는 링크 계층 주소가 일반적으로 서로 다르기 때문에 필요하다. 
캡슐화의 종류는 발신지 노드에서 발생하며 캡슐화와 역캡슐화는 중간 노드에서 발생한다. 

최종 목적지 노드에서는 역캡슐화가 발생한다. 

 

 

 

2. 오류 검출, 오류 정정

1) Error Control

데이터링크층의 프레임은 전기적 신호에서 비트 형태로 변형되야하고 전송 매체를 통해 전달되야한다. 

또한 수신측 노드는 이런 전기적 신호를 전달 받고 비트 형태로 변형해야한다. 

전기 신호는 오류에 취약하며 frame은 오류에 취약하다. 따라서 시스템에서는 오류들을 검출하고 정정할 수 있는 기법을 포함해야한다. 

대부분의 링크 계층 프로토콜은 frame의 오류가 발생하면 해당 frame을 폐기하고 상위 계층에서 frame의 재전송을 처리한다. 하지만 몇몇의 멀티미디어 응용은 오류가 발생한 frame을 정정한다.