데이터링크 계층의 데이터 블록을 흔히 무엇이라고 부르나요?

데이터 링크 계층의 데이터 블록을 흔히 "프레임"이라고 부르며, 프레임은 데이터 링크 계층의 전송 단위입니다. 데이터 링크 계층은 전송 중 오류가 발생한 후 제한된 데이터만을 재전송하기 위해 전송되는 데이터 외에 비트 스트림을 이더넷 프레임으로 결합하여 단위로 전송하며, 각 프레임에는 검사 코드도 포함됩니다. . 수신기가 전송 오류를 감지할 수 있도록 합니다.

이 튜토리얼의 운영 환경: Windows 7 시스템, Dell G3 컴퓨터.

데이터 링크 계층의 데이터 블록을 흔히 "프레임"이라고 합니다.

데이터 링크 계층은 OSI 참조 모델의 두 번째 계층으로, 물리 계층과 네트워크 계층 사이에 있습니다. 데이터링크 계층은 물리계층에서 제공하는 서비스를 기반으로 네트워크 계층에 서비스를 제공한다. 가장 기본적인 서비스는 물리계층에서 인접 노드의 타겟 네트워크 계층으로 데이터를 안정적으로 전송하는 것이다.

데이터 링크 계층은 단일 링크를 통해 데이터가 전송되는 방식을 정의합니다. 이러한 프로토콜은 문제의 다양한 미디어와 관련이 있습니다. 예: ATM, FDDI 등 데이터 링크 계층에는 데이터를 데이터 블록으로 결합하는 방법을 포함하는 일련의 해당 기능이 있어야 합니다. 이러한 종류의 데이터 블록을 데이터 링크 계층에서 프레임이라고 합니다. 전송 오류를 처리하는 방법, 수신자와 일치하도록 전송 속도를 조정하는 방법, 두 네트워크 엔터티 간의 데이터 링크 경로 설정, 유지 관리 및 해제를 제공하는 방법을 포함하여 물리적 채널에서 프레임 전송을 제어하는 ​​방법 .

• 데이터 링크 계층에는 주로 프레임 코딩과 오류 정정 제어라는 두 가지 기능이 있습니다. 프레임 인코딩은 정보 주파수, 비트 동기화, 소스 주소, 대상 주소 및 기타 제어 정보를 포함하는 데이터 패킷을 정의하는 것을 의미합니다.

• 데이터 링크 계층 프로토콜은 LLC(Logical Link Control) 프로토콜과 MAC(Media Access Control) 프로토콜의 두 가지 하위 계층으로 나뉩니다.

데이터링크 계층의 기본 기능

데이터링크 계층의 가장 기본적인 기능은 이 계층의 사용자에게 투명하고 안정적인 기본 데이터 전송 서비스를 제공하는 것입니다. 투명성은 이 계층에서 전송되는 데이터의 내용, 형식 및 인코딩에 제한이 없으며 정보 구조의 의미를 설명할 필요가 없다는 것을 의미합니다. 신뢰할 수 있는 전송은 정보 손실, 정보 간섭 및 문제에 대한 사용자의 걱정을 제거합니다. 잘못된 주문. 이러한 상황은 물리계층에서 발생할 수 있으며, 오류를 검출하고 정정하기 위해서는 데이터링크계층에서 오류정정코드를 사용해야 한다. 데이터 링크 계층은 물리 계층의 기능을 강화하여 원래의 비트 스트림을 전송합니다. 물리 계층에서 제공하는 오류 가능성이 있는 물리적 연결을 논리적으로 오류가 없는 데이터 링크로 변환하여 오류가 없는 회선처럼 보이게 합니다. 네트워크 계층에.

프레임 동기화

전송 중 오류가 발생한 후 오류가 있는 제한된 데이터만 재전송하기 위해 데이터 링크 계층에서는 비트 스트림을 이더넷 프레임으로 결합하여 전송합니다. 전송될 데이터 외에도 각 프레임에는 수신기가 전송 오류를 감지할 수 있도록 검사 코드도 포함됩니다. 프레임의 조직적 구조는 수신자가 물리계층에서 수신한 비트스트림과 명확하게 식별할 수 있도록 설계되어야 한다. 즉, 프레임의 시작과 끝을 비트스트림과 구별할 수 있도록 하는 것이 바로 프레임 동기화이다. 질문을 해결해야합니다.

(1) 바이트 계산 방법: 프레임의 시작을 나타내는 특수 문자와 프레임의 바이트 수를 나타내는 특수 필드를 사용하는 프레임 동기화 방법입니다. 수신기는 이 특수 문자를 인식하여 프레임의 시작과 비트 스트림을 구별할 수 있고, 특수 필드에서 프레임에 이어지는 데이터 바이트 수를 획득하여 프레임의 끝 위치를 결정할 수 있습니다. 바이트 수 중심 동기화 절차의 전형적인 대표자는 DEC의 디지털 데이터 통신 메시지 프로토콜 DDCMP(디지털 데이터 통신 메시지 프로토콜)입니다.

제어 문자 SOH는 데이터 프레임의 시작을 표시합니다. 실제 전송에서는 프레임의 시작을 결정하기 위해 SOH 앞에 두 개 이상의 동기화 문자가 사용되며, 경우에 따라 이 프레임의 선두가 이전 프레임의 끝 뒤에 오는 것이 허용되는 경우에는 동기화 문자를 추가할 필요가 없습니다. 두 프레임 사이. 카운트 필드는 총 14비트로 프레임 내 데이터 세그먼트의 데이터 바이트 수를 나타내는 데 사용됩니다. 14비트 이진수의 최대값은 16383이므로 데이터의 최대 길이는 다음과 같습니다. 131064. DDCMP 프로토콜은 이 바이트 수를 사용하여 프레임의 끝 위치를 결정합니다. DDCMP 프레임 포맷의 FLAG에서 ACK, SEG, ADDR과 두 번째 비트인 CRC1, CRC2는 헤더 부분과 데이터 부분을 각각 다시 확인한다. 헤더 부분을 별도로 확인하는 이유는 일단 헤더 부분의 CONUT 필드 때문이다. 는 틀렸습니다. 즉, 프레임 경계 분할의 기초가 손실됩니다. 프레임의 끝 경계를 결정하는 데 사용되는 문자 카운트 방식은 데이터와 다른 정보 사이의 혼동을 일으키지 않기 때문에 아무런 조치 없이 데이터 투명성을 달성할 수 있습니다(즉, 어떤 데이터라도 제한 없이 전송할 수 있음).

(2) 문자 채우기를 이용한 머리 및 꼬리 구분자 방법: 이 방법은 데이터 정보 비트에 나타나는 특정 문자와 동일한 문자를 방지하기 위해 일부 특정 문자를 사용하여 프레임의 시작과 끝을 구분합니다. 실수로 프레임의 첫 번째 및 마지막 구분 기호로 판단됩니다. 이스케이프 제어 문자(DLE)를 이 데이터 문자 앞에 채워 데이터 투명성을 확보할 수 있습니다. 그러나 이 방법은 사용하기가 더 까다롭고 사용된 특정 문자가 사용된 문자 인코딩 세트에 너무 의존적이며 호환성이 상대적으로 좋지 않습니다.

(3) 비트 채우기를 사용한 머리 및 꼬리 표시 방법: 이 방법은 특정 비트 패턴 세트를 사용하여 프레임의 시작과 끝을 표시합니다.

(4) 불법 인코딩 방법: 물리 계층에서 특정 비트 인코딩 방법을 채택할 때 사용되는 방법입니다. 예를 들어 맨체스터 인코딩이라는 방법은 데이터 비트 "1"을 "높음-낮음" 수준 쌍으로 인코딩하고 데이터 비트 "0"을 "낮음-높음" 수준 쌍으로 인코딩합니다. "높은-높은" 수준 쌍과 "낮은-낮은" 수준 쌍은 데이터 비트에 적합하지 않습니다. 이러한 불법 인코딩 시퀀스는 프레임의 시작과 끝을 구분하는 데 사용될 수 있습니다. 이 방법은 근거리 통신망용 IEEE 802 표준에 채택되었습니다. 불법 인코딩 방식은 데이터 투명성을 확보하기 위해 패딩 기술이 필요하지 않으나, 중복 인코딩을 사용하는 특수 인코딩 환경에만 적용 가능하다. 바이트 계산 방법에서 COUNT 필드의 취약성과 문자 채우기 방법 구현의 복잡성 및 비호환성으로 인해 더 일반적으로 사용되는 프레임 동기화 방법은 비트 채우기 및 불법 인코딩 방법입니다.

오류 제어

실용적인 통신 시스템은 이러한 오류를 발견(즉 감지)하고 이를 수정하기 위한 몇 가지 조치를 취하여 오류가 가능한 가장 작은 범위 내에서 제어될 수 있어야 합니다. 데이터링크 계층의 주요 기능 중 하나. 오류 코딩(예: 패리티 코드, 체크섬 또는 CRC)을 검사하면 프레임 전송 중에 오류가 발생했는지 여부를 확인할 수 있습니다. 오류가 발견되면 일반적으로 피드백과 재전송을 통해 수정할 수 있습니다. 이를 위해서는 수신자가 프레임을 수신한 후 송신자에게 정보를 피드백해야 송신자가 재전송할 필요가 없다고 결정할 수 있습니다. 즉, 송신자는 수신자가 올바르게 수신한 메시지만 수신하면 됩니다. 피드백 신호가 발생한 후에만 프레임이 올바르게 전송된 것으로 간주될 수 있으며, 그렇지 않으면 정확할 때까지 다시 전송해야 합니다. 물리적 채널의 버스트 노이즈는 프레임을 완전히 "늪"시킬 수 있습니다. 즉, 전체 데이터 프레임 또는 피드백 정보 프레임이 손실되어 송신자가 수신자로부터 피드백 정보를 수신하지 못하게 되어 전송 프로세스가 지연됩니다. 이런 일이 발생하는 경우 일반적으로 수신기가 피드백 정보를 다시 보내는 시간 간격을 제한하기 위해 타이머가 도입됩니다. 송신기가 프레임을 보낼 때 제한된 시간 내에 수신기의 응답이 수신되지 않으면 타이머도 시작됩니다. 간격, 피드백 정보, 즉 타이머 타임아웃(Timeout) 등은 전송된 프레임에 오류가 발생했거나 손실된 것으로 간주하여 재전송해야 할 수 있다. 동일한 데이터 프레임이 여러 번 전송될 수 있기 때문입니다. 이러한 위험을 방지하기 위해 전송된 프레임에 번호를 매기는 방법, 즉 각 프레임에 신호를 주어 수신자가 시퀀스 번호를 통해 새로 전송된 프레임인지 이미 전송된 프레임인지 구분할 수 있도록 하는 방법을 사용할 수 있습니다. 수신되었지만 재전송: 수신된 프레임을 네트워크 계층에 제출할지 여부를 결정합니다. 데이터 링크 계층은 카운터와 시퀀스 번호를 사용하여 각 프레임이 궁극적으로 대상 네트워크 계층에 한 번 정확하게 전달되도록 합니다.

흐름 제어

흐름 제어는 데이터 링크 계층에만 있는 기능이 아닙니다. 많은 상위 수준 프로토콜도 흐름 타이밍 제어 기능을 제공하지만 흐름 제어의 대상은 다릅니다. 예를 들어, 데이터 링크 계층의 경우 인접한 두 노드 사이의 데이터 링크 트래픽을 제어하고, 전송 계층의 경우 소스에서 최종 목적지까지의 트래픽을 제어합니다. 송신자와 수신자가 사용하는 장비의 작동 속도 및 버퍼 저장 공간의 차이로 인해 송신자의 송신 능력이 수신자의 수신 능력보다 클 수 있습니다. 링크)는 이때 조정되지 않습니다. 적절한 제한을 적용하면 제때에 수신되지 않은 프레임은 나중에 계속 전송되는 프레임에 의해 "플러딩"되어 프레임 손실 및 오류가 발생합니다. 흐름 제어는 실제로 송신 속도가 수신자의 용량을 초과하지 않도록 송신자의 데이터 흐름을 제어하는 ​​것임을 알 수 있습니다. 이 프로세스에는 수신자가 발신자를 따라갈 수 있는지 여부를 발신자에게 알려주는 일종의 피드백 메커니즘이 필요합니다. 즉, 발신자가 어떤 상황에서 다음 프레임을 계속 보낼 수 있는지 알 수 있도록 몇 가지 규칙이 필요합니다. 어떤 상황에서 피드백 정보를 받은 후 전송을 계속하려면 전송을 일시 중지해야 합니다.

링크 관리

링크 관리 기능은 주로 연결 지향 서비스에 사용됩니다. 링크의 양쪽 끝 노드가 통신을 하려면 먼저 상대방이 준비 상태인지 확인하고 필요한 정보를 교환하여 프레임 시퀀스 번호를 초기화해야 연결이 설정되고 연결이 이루어져야 합니다. 전송 과정에서 유지됩니다. 오류가 발생하면 다시 초기화해야 하며 연결이 자동으로 다시 설정됩니다. 전송이 완료되면 연결을 해제해야 합니다. 데이터 링크 계층 연결의 설정, 유지 관리 및 해제를 링크 관리라고 합니다. 여러 사이트가 동일한 물리적 채널(예: LAN)을 공유하는 경우 통신이 필요한 사이트 간에 채널을 할당하고 관리하는 방법도 데이터 링크 계층 관리 범위에 속합니다.

프레임 유형

HDLC에는 정보 프레임(I 프레임), 모니터링 프레임(S 프레임), 번호가 없는 프레임(U 프레임)의 세 가지 유형의 프레임이 있습니다.

(1) 정보 프레임(I 프레임):

정보 프레임은 유효한 정보나 데이터를 전송하는 데 사용되며 일반적으로 I 프레임이라고 합니다. I 프레임은 제어 단어의 첫 번째 비트가 "0"으로 표시됩니다. 정보 프레임의 제어 필드에 있는 N(S)은 송신 프레임 시퀀스 번호를 저장하는 데 사용되므로 송신자는 확인을 기다릴 필요 없이 여러 프레임을 연속적으로 전송합니다. N(R)은 수신자가 수신할 것으로 예상되는 다음 프레임의 시퀀스 번호를 저장하는 데 사용됩니다. 이는 수신자가 다음 프레임에서 프레임 번호 5를 수신한다는 의미입니다. 5번 프레임이 수신되기 전의 각 프레임.

(2) 모니터링 프레임(S 프레임):

모니터링 프레임은 오류 제어 및 흐름 제어에 사용되며 일반적으로 S 프레임이라고 합니다. S 프레임은 제어 필드의 첫 번째 및 두 번째 비트에 "10"으로 표시됩니다. S 프레임에는 6바이트 또는 48비트에 불과한 정보 필드가 있습니다. S 프레임 제어 필드의 세 번째 및 네 번째 비트는 S 프레임 유형 코드로 다음을 나타내는 4가지 코드가 있습니다.

• 00 - 수신 준비(RR), 마스터 스테이션 또는 슬레이브 스테이션에서 전송됩니다. 마스터 스테이션은 RR 유형 S 프레임을 사용하여 슬레이브 스테이션을 폴링할 수 있습니다. 이러한 프레임이 있으면 슬레이브 스테이션도 RR 유형 S를 사용할 수 있습니다. 이는 슬레이브 스테이션이 마스터 스테이션으로부터 수신할 것으로 예상되는 다음 I 프레임의 번호가 N(R)임을 나타냅니다.

• 01 - 거부(REJ), 마스터 스테이션이나 슬레이브 스테이션에서 전송하여 보낸 사람이 N(R) 번호에서 시작하는 프레임과 모든 후속 프레임을 다시 보내도록 요구합니다. 이는 또한 N(R)을 의미합니다. 이전 I 프레임 정상적으로 접수되었습니다.

• 10 - 수신 준비 안 됨(RNR)은 N(R)보다 작은 번호의 I 프레임이 수신되었지만 사용 중 상태이고 N(R) 번호의 I 프레임을 수신할 준비가 되지 않았음을 나타냅니다. 링크 트래픽을 제어하는 ​​데 사용할 수 있습니다.

• 11 - 선택적 거부(SREJ), 발신자가 N(R) 번호가 지정된 단일 I 프레임을 보내야 하며 번호가 매겨진 I 프레임이 모두 확인되었음을 암시합니다.

(3) 번호가 없는 프레임(U 프레임) ):

번호 없는 프레임은 제어 필드에 숫자 N(S) 및 N(R)이 포함되어 있지 않기 때문에 이름이 붙여진 U 프레임입니다. U 프레임은 링크 설정, 해제 및 다양한 제어 기능을 제공하는 데 사용됩니다. 이러한 제어 기능은 5M 비트(M1, M2, M3, M4, M5, 수정 비트라고도 함)로 정의됩니다. 5M 비트는 32개의 추가 명령 기능 또는 32개의 응답 기능을 정의할 수 있지만 많은 기능이 비어 있습니다.

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