[데이터 통신] Random, Controlled Access - Data Link Control

복습하기 위해 학부 수업 내용을 필기한 내용입니다.
이해를 제대로 하지 못하고 정리한 경우 틀린 내용이 있을 수 있습니다.
그러한 부분에 대해서는 알려주시면 정말 감사하겠습니다.

▶Contents

• Introduction
• Data Link Control
• Media Access Protocols
• Link Layer Addressing

지난 글에 이어서 작성해보도록 하겠습니다.

2022.10.20 - [컴퓨터공학/데이터통신] - [데이터 통신] Data Link Control - Two DLC Protocols

[데이터 통신] Data Link Control - Two DLC Protocols

 

▶Random Access

Carrier Sense Multiple Access (CSMA)

• 충돌 가능성을 최소화하고 따라서 성능을 높이기 위해 CSMA 방법이 개발되었다.
• 스테이션이 매체를 사용하기 전에 감지하면 충돌 가능성을 줄일 수 있다.
• CSMA는 각 스테이션이 전송하기 전에 먼저 미디어를 수신(또는 미디어의 상태를 확인) 해야 한다.
  
  • 즉, CSMA는 "전송하기 전에 감각" 또는 "말하기 전에 듣기"라는 원칙에 기초한다.
  • 보내기 전에 감지하고 듣는 것이다.

 

CSMA's Vulnerable Time (취약 구간)

전파 지연 시간에 따라 달라진다.

가까우면 작아지고, 멀면 커진다.

 

CSMA's Persistence Methods

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CSMA/CD

• 충돌 감지를 통한 CSMA
• CSMA 메서드는 충돌 후 절차를 지정하지 않는다.
• CSMA/CD는 충돌을 처리하기 위해 알고리즘을 확장한다.
  
  • 이 방법에서 스테이션은 프레임을 전송한 후 매체를 모니터링하여 전송이 성공했는지 확인한다.
  • 성공하면 스테이션은 종료된다.
  • 그러나 충돌이 발생하면 프레임이 다시 전송된다.

보통 유선에서 사용한다.

유선은 보내면서 받을 수 있고, 무선은 그렇게 하지 못하기 때문이다.

 

CSMA/CD's Minimum Frame Size

CSMA/CD가 작동하려면 프레임 크기에 대한 제한이 필요하다. (sensing 해야 하기 때문에)
프레임의 마지막 비트를 전송하기 전에, 전송 스테이션은 충돌을 감지하고 전송을 중단해야 한다.
프레임 복사본이 없기 때문에 전송이 다 되기 전에 충돌 여부 판별하고 필요하면 재전송을 결정할 수 있어야 한다.

따라서 프레임 전송 시간 Tfr은 최대 전파 시간 Tp의 2배 이상이어야 한다.

짧으면 A, B는 충돌이 나지 않는 줄 안다.

하지만 중간에 C가 있으면 C는 충돌을 느낀다.

따라서 갔다 오는 시간만큼 최소 frame 길이로 설정해야 한다.

 

CSMA/CD's Procedure

 

★CSMA/CD's Energy Level

 

CSMA/CD's Throughput

pure 또는 slotted ALOHA의 처리량보다 높다.
최대 throughput은 G의 다른 값에서 발생하며 p-persistent 접근법에서 persistence 방법과 p의 값을 기반으로 한다.
1-persistent 방법의 경우 G = 1일 때 최대 throughput은 약 50%이다.
nonpersistent 방법의 경우 G가 3에서 8 사이일 때 최대 처리량은 90%까지 증가할 수 있다.

CSMA
캐리어 센싱 안될 때가 문제이다. (propagation time이 길면 효과적이지 못하다.)
-> 캐리어 센싱 오버헤드 가지고 갈 수 없어진다.

 

 

CSMA/CA

무선 네트워크를 위해 충돌 회피(CSMA/CA)를 사용하는 CSMA가 발명되었다.

▶Controlled Access

통제된 접근에서, 스테이션들은 어떤 스테이션이 송신권을 가지고 있는지 찾기 위해 서로 협의한다.
스테이션은 다른 스테이션의 승인을 받지 않으면 보낼 수 없다.

 

Reservation

reservation 방법에서 스테이션은 데이터를 전송하기 전에 예약해야 한다.
시간은 간격으로 나눈다.
각 간격에서 예약 프레임은 해당 간격으로 전송된 데이터 프레임 앞에 있다.

장점은 안정적이다.

단점은 없어도 되는 부분이 있어 오버헤드가 발생한다.

갑자기 6번 frame이 들어오게 된다면 새로운 메커니즘을 생성해야 해 오버헤드가 발생한다.

시간이 동기화되어있다. (?)

 

Polling

polling은 한 장치가 primary 스테이션으로 지정되고 다른 장치가 secondary 스테이션인 topology에서 작동한다.
최종 destination이 secondary 장치인 경우에도 모든 데이터 교환은 primary 장치를 통해 이루어져야 한다.
primary 장치는 링크를 제어하고 secondary 장치는 해당 지침을 따른다.
주어진 시간에 채널을 사용할 수 있는 장치를 결정하는 것은 primary 장치에 달려 있다.

 

Token Passing -> 교수님도 글로만 배웠다고 하셨다.

토큰 전달 방법에서, 네트워크의 스테이션들은 logical ring으로 구성된다.
즉, 각 스테이션에는 전임자와 후임자가 있다.
이전의 스테이션은 논리적으로 링에서 스테이션 앞에 있는 역이다.

후속 스테이션은 링에서 스테이션 뒤에 있는 역이다.