진리 블로그

전송 트래픽 제어란
  : 네트워크의 보호, 성능 유지, 네트워크 자원의 효율적인 이용을 위해 전송되는 패킷의 흐름 또는 그 양을 조절하는 기능


흐름제어(Flow Control)
  : 통신망 내에 트래픽 제어의 원활한 흐름을 위해 망 내의 노드와 노드 사이에 전송하는 프레임(패킷)의 양이나
    속도를 규제하는 제어

  1. 정지-대기(Stop-and-Wait)
     - 수신 측으로부터 ACK를 받은 후에 다음 프레임을 전송하는 방식

  2. 슬라이딩 윈도우(Sliding Window)
    - 실제 P2P방식에서 사용되는 방식
    - 수신 측에서 받을 수 있는 데이터의 크기를 알려주면 송신측에서 그 크기 만큼 데이터를 묶어서 보내는 방식
    - 윈도우(Window) : 전송할 수 있는 프레임의 개수


혼잡(폭주)제어(Congestion Control)
  : 네트워크 내에서 패킷의 대기지연이 너무 높아지게 되어 트래픽이 붕괴되지 않도록 네트워크 측면에서
    패킷의 흐름을 제어하는 트래픽 제어


교착 상태 회피(Deadlock Avoidance)
  - 교환기 내에 패킷들을 기억 할 수 있는 공간이 포화 상태에서 있을때 다음 패킷들이 기억 공간에 들어가기 위해
    무한정 기다리는 현상을 교착상태라고 함
  - 교착 상태 발생 시 교착 상태에 있는 한 단말 장치를 선택하여 패킷 버퍼를 폐기함

에러의 발생원인

  1. 감쇠(Attenuation)
     : 전송 신호가 전송 매체를 통과하는 과정에서 거리에 따라 점차 약해지는 현상 (리피터를 사용하여 감쇠현상을 막는다)

  2. 지연왜곡(Delay Distortion)
     : 주로 하드와이어 전송 매체에서 발생되며, 전송 매체를 통한 신호 전달이 주파수에 따라 그 속도를 달리 함으로써
       유발되는 신호 손상

  3. 상호 변조 잡음(Intermodulation Noise)
     : 서로 다른 주파수들이 똑같은 전송 매체를 공유할 때 이 주파수들이 서로의 합과 차의 신호를 발생함으로 발생되는 잡음

  4. 충격 잡음(Impulse Noise)
     - 비연속적이고 불규칙한 진폭을 가지며, 순간적으로 높은 진폭이 발생하는 잡음
     - 외부의 전자기적 충격이나 기계적인 통신 시스템에서의 결함 등이 원인
     - 디지털 데이터를 전송하는 경우 중요한 오류 발생의 원인이 됨


에러 검출 방식

  1. 패리티(Parity) 검사
    - 데이터 한 블록 끝에 1비트의 검사 비트인 패리티 비트(Parity Bit)를 추가하여 전송 에러를 검출하는 방식
    - 짝수(우수) 패리티 : 전송 비트 내에 1의 개수가 짝수가 되도록 하는 것
    - 홀수(기수) 패리티 : 전송 비트 내에 1의 개수가 홀수가 되도록 하는 것
    - 짝수개의 에러가 검출 시 찾지 못하는 단점이 있다.

  2. 순환 중복 검사(CRC; Cyclic Redundancy Check)
    - 특정 다항식에 의한 연산 결과를 데이터에 삽입하여 에러를 검출
    - HDLC 프레임의 FCS에 사용되는 방식
    - 집단에러까지 검출 가능

  3. 해밍 코드(Hamming Code)방식
    - 자기 정정 부호의 하나로 비트 착오를 검출해서 1bit 착오를 정정하는 부호 방식
    - 전진에러수정 방식이라고도 한다.
    - 패리티 비트는 에러를 검출만 하지만 해밍코드는 에러를 검출하고 정정까지 한다.
   * 2ⁿ자리 = 패리티 비트(1, 2, 4, 8, 16 …)


에러 제어 방식

  1. 자동 반복 요청(ARQ; Automatic Repeat reQuest)
      : 통신 경로에서 에러 발생 시 수신측은 에러의 발생을 송신 측에 통보하고 송신측은 에러가 발생한 프레임을 재전송

   ① 정지-대기(Stop-and-Wait) ARQ
     - 송신 측이 하나의 블록을 전송한 후 수신 측에서 에러의 발생을 점검한 다음 에러 발생 유무 신호를 보내올 때까지
        기다리는 방식
     - 수신 측에서 에러 점검 후 제어 신호를 보내올 때까지 오버헤드(overhead)가 효율 면에서 가장 부담이 큼 

   ② 연속(Continuous) ARQ
     - Go-Back-N ARQ
        : 에러가 발생한 블록 이후의 모든 블록을 다시 재전송하는 방식
          에러가 발생한 부분부터 모두 재전송 하므로 중복 전송의 단점이 있음
          HDLC방식에서 사용
     - 선택적 재전송(Selective-Repeat ARQ)
        : 수신 측에서 NAK를 보내오면 에러가 발생한 블록만 재전송
          복잡한 논리 회로와 큰 용량의 버퍼가 필요
               
   ③ 적응적(Adaptive) ARQ
     - 데이터 블록의 길이를 채널의 상태에 따라 동적으로 변경시키는 방식


전송 에러 제어 방식

  1. 전진 에러 수정(FEC, Forward Error Correction)
    - 송신 측에서 정보비트에 오류 정정을 위한 제어 비트를 추가하여 전송하면 수신 측에서 이 비트를 사용하여
       에러를 검출하고 수정하는 방식
    - 대표적인 예로 해밍(Hamming)코드 방식과 상승 코드 방식이 있음

데이터 링크
  : 물리적 연결을 완료 후 신뢰성 있는 데이터 전송을 위한 단계


데이터 링크 제어 프로토콜

 1. 문자 위주 동기 방식 데이터 링크 프로토콜
 
  ① BSC(Binary Synchronous Control)
     - 프레임에 전송 제어 문자를 삽입하여 전송
     - 문자방식

  ② BSC의 특징
     - 에러제어와 흐름 제어를 위해서 정지-대기(Stop and Wait)방식을 사용
     - 1:1 링크 뿐만 아니라 멀티 포인트 링크에서도 사용
     - 주로 동기 전송을 사용하나 비동기 전송 방식을 사용하기도 함
     - 반이중(Half Duplex)전송만 지원

   * 정지-대기 방식(Stop and Wait)
       : 프레임을 보내고 오류가 없이 전송이 되었나 응답이 올때까지 멈춰서 기다리는 방식

  ③ BSC 프레임 구조(전송제어 문자)

  - SYN(SYNchronous idle) : 동기 맞춤 문자
  - SOH(Start Of Heading) : 헤딩의 시작를 표시
  - STX(Start of TEXT) : 실제 전송할 데이터 집합의 시작임을 의미
  - ETX(End of TEXT) : 본문의 종료
  - BCC : 오류검출
  - ETB(End of Transmission Block) : 블록의 종료
  - EOT(End Of Transmission) : 한개 또는 그 이상의 전송 종료를 표시
  - DLE(Data Link Escape)
  - ACK(ACKnowledge) : 수신 측에서 송신 측으로 긍정 응답을 보내는 문자(오류 없음)
  - NAK(Negative AcKnowledge) : 수신 측에서 송신 측으로 부정 응답을 보내는 문자(오류 검출)
  - ENQ(EnQuiry) : 링크 설정 요청, 상대국의 응답 요청

  ④ 제어 문자의 종류
     - 전송 제어 문자
     - 장치 제어 문자
     - 포맷 제어 문자
     - 정보 분리 문자



 2. 비트 위주 동기 방식 데이터 링크 프로토콜

  ① HDLC(High-level Data Link Control)
     - 각 프레임에 데이터 흐름을 제어하고 오류를 검출할 수 있는 비트열을 삽입하여 전송
     - 비트방식
   
  ② HDLC의 특징
    - 전송 효율과 신뢰성이 높음
    - 정보 전송 단위가 프레임
    - 전송 제어상의 제어를 받지 않고 문자 코드 종류와 무관하게 투명하게 동작(비트 투과성)
    - 단방향, 반이중, 전이중 모두 사용 가능
    - Go-Back-N ARQ 에러 제어 방식을 사용(고난이도 에러 제어 방식)
    - 데이터 링크 형식은 Point-to-Point, Multi-Point, Loop 모두 가능

  ③ HDLC 프레임 구조

  - Flag(플래그)
     : 프레임의 동기를 제공하기 위해 사용, 시작과 끝을 표시, 항상 01111110의 형식을 취함
  - Address(주소부)
     : 송수신하는 스테이션을 구별하기 위해서 사용(데이터를 받을 주소)
  - Control(제어부)
     : 프레임의 종류를 식별하기 위해서 사용
  - Information(정보부)
     : 실제 정보 메세지가 들어가는 부분
  - FCS(Frame Check Sequence Field, 검사부)
     : 전송 오류 검출 기능

  ④ 프레임 종류
    - 정보 프레임(I-frame; Information Frame)
       : 제어부가 '0'으로 시작하고, 사용자 데이터(User data)를 전달하는 기능, 순수 데이터
    - 감독 프레임(S-frame; Supervisory Frame)
       : 제어부가 '10'으로 시작하고, 흐름제어, 에러제어 등의 기능, 데이터와 상관없는 프레임
    - 비번호(무번호) 프레임(U-frame; Unnumbered Frame)
       : 제어부가 '11'로 시작하고, 링크의 동작 모드 설정과 관리의 기능

  ⑤ HDLC의 수행 국(Station)
    - 주국(주스테이션, 일차국, 서버)
       : 종속된 단말기 제어하거나 정보를 제공 하는 컴퓨터
    - 종국(부스테이션, 이차국, 클라이언트)
       : 주국으로부터 제어를 받고 정보를 제공 받는 컴퓨터
    - 혼합국(복합국)
       : 상대국 컴퓨터를 제어하기도 하고 받기도 하는 컴퓨터

     * 불균형 구성 : 주스테이션, 부스테이션
        균형 구성 : 혼합스테이션

전송 제어란?
  : 데이터의 원활한 흐름을 위해 입출력 제어, 동기제어, 오류제어, 회선제어, 흐름제어 등을 수행

전송 제어 프로세스

     데이터 통신 회선의 접속     : 통신회선과 단말기의 물리적 접속단계
                    ↓
      데이터 링크 설정(확립)     : 송수신측간의 데이터 전송을 수행하기 위해 논리적 경로를 구성
                    ↓
           정보 메시지 전송          : 데이터를 수신 측에 전송하며 잡음에 의한 데이터의 오류 제어와 순서 제어를 수행
                    ↓
          링크의 종료(해제)         : 송수신측간의 논리적 경로를 해제하는 단계
                    ↓
     데이터 통신 회선의 절단    : 통신 회선과 단말기의 물리적 접속을 절단하는 단계

진폭 편이 변조(ASK; Amplitude Shift Keying)
  - 2진수 0과 1을 각각 서로 다른 진폭의 신호로 변조하는 방식

주파수 편이 변조(FSK; Frequency Shift Keying)
  - 2진수 0과 1을 각각 서로 다른 주파수로 변조하는 방식

위상 편이 변조(PSK; Phase Shift Keying)
  - 2진수 0과 1을 각각 서로 다른 위상을 가진 신호로 변조하는 방식
  - 동기식 변복조기(MODEM)에거 주로 사용(고속에 사용된다)

진폭 위상 편이 변조(QAM : Quadrature Amplitude Modulation)
  - 진폭 편이 변조 + 위상 편이 변조이므로 APAM이기도 하다
  - 4위상 2진폭은 한번에 3비트, 8위상 2진폭은 한번에 4비트를 전송한다.

펄스 코드 변조(PCM; Pulse Code Modulation)
  : 아날로그 신호를 디지털 신호로 변조
    대표적인 펄스 코드 변조에는 CODEC이 있다

펄스 코드 변조 과정

       표본화(Sampling)  →  양자화(Quantizing)  →  부호화(Encoding)   


샤논의 표본화(Sampling) 이론(셈플링 이론)
  : 변조하려고 하는 주파수를 기준으로 그 주파수의 2배수로 신호를 잘라주면 원래 신호가 크게 변하지 않고 
    디지털로 바뀔 수 있는 이론
  * 표본화 횟수 : 2 x 최고 주파수,  표본화 간격 : 1/표본화 횟수

양자화 잡음
  : 실직적인 신호의 왜곡이 일어나는 단계(잡음이 생기는 단계)
부호화
  : 실직적은로 디지털 신호로 변화되는 과정
복호화
  : 디지털신호로 변조한 신호를 다시 아날로그 신호로 변경하는 것

베이스 밴드 전송 방식
  : 원래의 신호(펄스파형, 디지털 데이터)를 그대로 보내는 전송방식
    멀리 까지 보내지 못한다는 단점이 있다.
    정보를 0과 1로 표시하고, 이것을 직류의 전기 신호로 전송하는 방식

베이스 밴드 전송 방식의 유형
  1. 단류 NRZ(Non Return to Zero)
     - 한쪽 극성을 이용해서 보냄 (직류방식)
     - 신호 1에 양의 전압을 주고, 0이면 전압을 주지 않음
  2. 복류 NRZ(Non Return to Zero)
     - 양쪽 극성을 이용해서 보냄 (교류방식)
     - 신호 1에 양의 전압을 주고, 0이면 음의 전압을 보냄
  3. 단류 RZ(Return to Zero)
     - 신호 1에 양의 전압, 0에는 전압을 주지 않고 신호를 보낸 후 반드시 0으로 돌아 옴
  4. 복류 RZ(Return to Zero)
     - 신호 1에 양의 전압, 0에 음의 전압을 주고 각 신호를 보낸 후 반드시 0으로 돌아 옴
  5. Bipolar(바이폴라, 양극성)
     - 신호 1에 양, 음의 신호를 한번씩 교대로 보내고, 0일때는 전압을 주지 않음
  6. 맨체스터(Manchester)