데이터 통신 - (6) 매체 접근 제어

- 매체 접근 제어(MAC)

다중 접근(MA) : 노드나 지국이 다중점 또는 브로드캐스트 링크라는 공유 링크를 사용할 때

링크에 접근하는 것을 조율하기 위해 필요

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1. 임의 접근(Random Access)

각 지국은 다른 어느 지국에 의해 제어받지 않는 매체 접근 권리를 가진다.

매 순간 지국은 전송할지 말지를 프로토콜에서 정해진 절차를 따른다.

이 결정은 매체의 상태에 좌우된다.

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- 충돌을 피하기 위한 절차

언제 지국이 매체에 접속할 수 있는지?

만약 매체가 사용된다면 지국은 무엇을 할 수 있는지?

어떤 방법으로 지국은 전송의 실패와 성공을 파악하는지?

만약 매체 충돌이 발생한다면 지국은 무엇을 할 수 있는지?

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- 순수 ALOHA

각 지국은 지국이 전송할 프레임이 있으면 언제든지 전송한다.

그러나 오직 하나의 채널만이 있기에 서로 다른 지국에서 전송한 프레임간 충돌이 있다.

프레임 전송 후 확인응답을 기다리고 만약 받지 못하면 프레임을 잃어버렸다고 간주하고 재전송한다.

+순수 ALOHA 프로토콜의 취약 시간

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- 틈새 ALOHA

ALOHA에서는 시간을 틈새로 나누어 지국은 매 시간 틈새가 시작할 때에 전송하도록 제어한다.

+ 틈색 ALOHA 프로토콜의 취약 시간

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- CSMA(반송파 감지 다중 접근)

충돌의 기회를 최소화함으로써 성능을 높이기 위하여 개발했다.

각 지국은 전송 전 매체의 상태를 점검한다.

충돌 가능성을 줄일 수는 있지만 제거할 수는 없다.

전파 지연 때문에 충돌 가능성은 존재한다.

+ CSMA의 취약 시간

+ 지속 방식

1-지속 방식 : 지국의 회선이 휴지 상태인 것을 감지하게 되면 즉각 프레임 전송

비지속 방식 : 회선이 휴지 상태에 있으면 즉각 프레임 보냄, 그렇지 않으면 임의 시간 대기

p-지속 방식 : 확률 p를 가지고 프레임 전송, 확률 q를 가지고 지국은 다음 슬롯 시작까지 대기 후 회선 다시 감지

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- CSMA/CD(충돌 검출 반송파 감지 다중 접근)

충돌을 처리하는 절차를 더했다.

충돌 발생시 재전송을 요구한다.

두 번째 충돌을 줄이기 위해 대기한다.

지속적인 백오프 방법에서 대기 시간을 가진다.

최소 프레임 크기는 최대 전파 시간의 2배가 되어야 한다.

채널의 에너지 준위는 0,정상,비정상이 있다. 비정상은 정상 준위의 2배이다.

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- 제어 접근(Controlled Access)

1. 예약(Reservation)

지국은 데이터를 송신하기 전에 예약을 필요로 한다.

N개의 지국이 존재하면 N개의 예약된 미니 틈새들이 예약 프레임 안에 존재한다.

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2. 폴링(Polling)

지국 중 하나가 주국이 되고 다른 지국들은 종국이 되는 접속 형태에서 동작한다.

궁극적으로는 종국으로 가는 데이터는 모두 주국을 통해 전달한다.

주국이 링크를 제어하며 종국은 그 지시에 따른다.

+ 폴(poll) : 주국이 종국으로부터 전송을 요청하는데 사용

선택(select) : 주국이 언제든지 송신할 것이 있을 때 사용한다.

ACK을 받기 위해 대기한다.

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3. 토큰 전달(token passing)

지국에 선행자와 후행자가 존재한다.

선행자는 링형 접속형태에서 논리적으로 앞에 있는 지국이며 후행자는 링의 바로 뒤에 있는 지국이다.

토큰을 가진 지국이 데이터 송신할 권한을 가진다.

보낼 데이터가 없으면 토큰을 후행자에게 넘겨준다.

 

- 링크 계층 주소지정

발신지와 목적지 IP 주소는 두 종단을 정의하지만 패킷이 경유하는 경로에 대해서는 정의하지 못한다.

링크 계층 프로토콜은 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트라는 세 가지 유형의 주소를 정의한다.

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- 주소 변환 프로토콜(ARP)

링크내 다른 노드로 전송하기 위해, 다음 노드의 링크 계층 주소를 알아야 한다.

이 때 IP 주소를 지정된 링크 계층 주소에 매핑시키고, 데이터 링크층에 전달하는 역할을 한다.