Transcript 데이터통신정리(6~13장).

Chapter 6
Multiplexing
충북대학교 컴퓨터교육과
2004051027 박용민
6.1 FDM
Multiplexing Process
Demultiplexing Process
The Analog Hierarchy
Other Applications of FDM
Implementation
Figure 6
Categories of multiplexing
Figure 6.1
FDM
FDM 은 신호들을 합성하는 아날로그 다중화 기술이다.
* FDM (Frequency Division Multiplexing) : 주파수 분할 다중화
- 전송되어야 하는 신호들의 대역폭을 합한 것보다 링크의 대역폭이 클 때 적용할 수 있는 아날로그 기술.
- 각 송신장치로부터 생성된 신호를 각기 다른 반송 주파수로 변조
- 변조된 반송파는 새로운 신호를 형성하도록 합성되어 링크로 전송
- 조건
1. 채널들이 서로 겹치는 것 방지 → 사용하지 않는 대역폭(보호대역, guard bands)만큼 떨어뜨림
2. 반송 주파수는 원래 데이터의 주파수와 간섭을 일으키지 않아야 한다.
Figure 6.1
FDM
* Analog hierarchy (아날로그 계층구조)
- 전화회사들 자사 인프라 효율의 극대화를 위해 낮은 대역폭의 회선을 높은 대역폭의 회선들로 다중화
* Other Applications of FDM (FDM의 다른 응용)
- AM 과 FM 라디오 방송에 사용
: 각 방송국은 서로 다른 반송파를 사용, 이는 방송국이 자기 신호를 이동시키고 다중화 시키는 것을 말함.
- TV 방송 및 1세대 이동전화에 사용
* Implementation(구현)
- 라디오 / TV 방송 : 다중화 및 다중화 푸는 장치 필요 없음 (각자 다른 주파수의 반송파를 사용)
- 이동전화 시스템 : 기지국에서 전화 사용자에게 반송 주파수 할당
사용 후 (통화가 끝난 후) 그 대역을 다른 통화자에게 할당하는 방식
6.2 WDM
Wave Division Multiplexing
Figure 6.2
WDM
WDM 은 광섬유 신호를 묶기 위한 아날로그 다중화 기법
* WDM (Wave Division Multiplexing) : 파형 분할 다중화
- 광섬유의 고속 전송률을 이용하기 위해 설계 ( 전송률 : 광섬유 > 금속 )
- 다중화를 통화여 하나의 링크에 여러 회선을 연결 (효율성 극대화)
* WDM 의 원리
- 다중화기에서 다중의 빛 원천들을 하나의 빛으로 결합 (프리즘 이용 : 임계각, 주파수를 기반)
- 다중화기를 통해 ‘좁은 대역 주파수(여러 입력 광선) → 넓은 대역 주파수(하나의 출력 광선)’ 으로 결합
* WDM 이용
- SORNET : 여러 개의 광섬유가 다중화되고 풀리는 네트워크
6.3 TDM
Time Slots and Frames
Interleaving
Synchronizing
Bit Padding
Digital Signal (DS) Service
T Lines
Inverse TDM
More TDM Applications
Figure 6.3
TDM
TDM 은 데이터를 연합하는 다중화 기술이다.
* TDM (Time Division Multiplexing) : 시분할 다중화
- 링크의 높은 대역폭을 여러 연결이 공유할 수 있도록 하는 디지털 과정
- FDM에서 대역폭의 일부를 공유하는 대신 시간을 공유
- FDM과 같은 링크가 사용되지만, 링크는 주파수가 아닌 시간별로 구획
Figure 6.3
TDM
TDM에서는 링크의 전송률은 n배 빠르고, 단위시간은 n배 짧다.
* Time Slots and frame (시간틈새와 프레임)
- TDM에서 n개의 연결로부터 데이터를 전송하는 링크의 전송률은 데이터 흐름을 보장하기 위해
각 연결 전송률의 최소 n배가 되어야 한다.
- 한 연결의 단위 시간 = 한 프레임의 시간틈새 기간 X n
- 한 프레임은 시간틈새들의 완전한 한 번의 순환으로 구성
- n개의 입력 회선을 가진 시스템 → 최소 n개의 시간틈새를 가짐
Figure 6.3
TDM
* Interleaving (끼워넣기)
- TDM은 하나의 다중화기 쪽에서 다른 하나는 다중화 푸는 장치 쪽에서
매우 빠르게 돌고 있는 스위치로 표시 가능 (스위치는 서로 반대 방향으로 돈다)
* Synchronization (동기화)
- 다중화기와 다중화 푸는 장치간의 서로 보조를 맞추기 위해 동기화 실시
- 한 개 또는 그 이상의 비트(프레임 구성비트; framing bit)를 각 프레임 앞에 끼워 넣는다.
- 프레임 구성비트는 다중화 푸는 장치가 들어오는 채널에 보조를 맞추어
시간 틈새를 정확하게 분리해 낼 수 있도록 프레임마다 일정 패턴을 따라서 만들어진다. (0 과 1 반복)
* Bit padding (비트 채우기)
- 여러 장치들 사이의 전송속도가 강제로라도 서로 정수배가 되도록 만들기 위해
장치의 원천 데이터 흐름에 다중화기가 여분의 비트를 추가해 넣는 것.
* TDM 응용
- 일부 2세대 이동전화에 사용.
Chapter 8
Circuit Switching and
Telephone Network
Figure 8

Node Connection



Introduction
Wire
Wireless
Wire


Network Configuration
Switching


Circuit Switching
Packet Switching



Datagram
Virtual Circuit
Message Switching
Figure 8

회선교환 방식




Introduction
송수신 단말장치 간에 데이터를 전송 할 때마다 물리적인
통신경로를 설정하는 방식임.
음성전화망 (PSTN)이 대표적임
통화로 동작 방법에 따라 공간 분할/주파수 분할/시분할 방식이
있음.
메시지 교환


Store and Forward 방식으로 데이터 흐름의 논리적 단위인
메시지를 교환하는 방식임.
연결 설정이 불필요한 비동기식 교환방식으로 각 스테이션에서
파일형태로 저장 후, 다음 스테이션으로 보내주는 형태임.
Figure 8

Introduction
패킷교환

데이터 그램 (패킷 교환) 방식



(물리적/ 논리적) 연결 설정과정이 없이 각각의 패킷을
독립적으로 취급하여 전송하는 방식임.
패킷들의 도착순서가 목적지에서 각기 다를 수 있으므로
재조립 과정이 필요함
가상회선 (패킷 교환) 방식


패킷이 전송되기 전에 송수신 단말기에 논리적인 통신경로를
먼저 설정하고 패킷을 그 경로에 따라 보내는 방식임.
많은 사용자 단말들이 하나의 통신 설비를 공유하고, 여러
개의 논리 채널로 통신하는 방식임.
Figure 8
교환방식
회선
교환
메시지
교환
장점 / 단점
장
점
단
점
. 통신 밀도 높을 때 유리함.
. 실시간 트랙픽
. 통신경로 설정이 매우 빠름.
. 속도차가 큰 경우나 전송 밀도차가 큰 경우 비효율성
. 접속 기간 동안 통신회선 독점 사용
. Bulk Data의 경우 회선의 전송 효율 증대함
. 비동기 전송이 가능하여 연결설정이 불필요함.
. 다중 전달 및 우선 순위에 따른 처리
. 실시간 데이터 전송에 부적합
. 응답 시간이 크다.
. 네크워크 지연 발생
.
데이터그램 .
방식
.
.
연결 설정 생략
소수 패킷 전송에 유리
패킷 전송시 충돌에 대한 융통성
한 노드 실패에 대한 다른 경로 구성
. 경로 설정 (호처리) 기능
가상회선
. 다수 패킷 전송에 유리함.
방식
. 고장시에 우회경로 재접속시도 함
.
.
.
.
모든 패킷마다 수신측 주소 필요
전송 지연 큼
통신망에서 흐름제어 기능 없음
각 교환기에서 착신주소 분석하여 통신경로 설정함
. 경로 설정이 필요함
. 설정된 경로 사용하므로 전송도중 패킷 충돌 시
융통성 떨어짐
Figure 8
Circuit-switch
* 회선교환기
- n개의 입력과 m개의 출력을 가짐
- 입력링크와 출력링크간의 임의적 연결
- 입력 수와 출력 수 같을 필요 없음
* 겹교환기(folded switch)
- n x n 의 전이중 방식(full-duplex mode)
- 각 전화는 다른 모든 전화에 연결 가능
Figure 8
공간분할교환기 (Space Division Switch)
- 회선상의 경로는 서로 공간적으로 분리, 원래 아날로그망 용으로 설계, 현재는 디지털에도 사용
* 크로스바 교환기(crossbar switch)
- 격자형태로 n개의 입력, m개의 출력 연결
- 각 교차점에는 트랜지스터 존재
- 장점 : blocking이 발생하지 않음
- 단점 : 요구되는 교차점 수가 많다. (n x m개)
크로스바 크기 증대시킴 → 비실용적
통계상 교차점의 25% 미만정도만 사용 → 비효율적
* 다단 교환기(multistage switch)
- 크로스바의 단점을 극복하기 위한 해결책으로 고안
- 크로스바 교환기를 여러 단계로 결합
- 장점 : cost
- 단점 : blocking 발생
* Blocking (차단)
- 가능한 중간 교환기가 모두 사용 중이어서 이용할 수 있는 경로가 없어
하나의 입력이 어느 출력에도 연결되지 못하는 상황
* 다중경로
- 다단교환기는 일단 교환기의 35%의 교차점만을 요구
Figure 8
시분할교환기 (Time Division Switch)
TDM : Time Division Mux.
* TSI (Time Slot Interchange)
- 슬롯의 순서를 바꾸어 주는 장치
- 여러 개의 저장소를 가지고 있는 RAM으로 구성
- 각 저장소의 크기는 하나의 슬롯 크기와 같다
- 저장소의 수 = 입력의 수 (대부분 입력수 = 출력수)
- RAM은 슬롯으로부터 받아들인 순서대로 저장
출력은 제어장치에 의해 순서 결정
- 단점 : RAM에 저장 및 읽기 시간으로 인한 지연
* TDM 버스
-
TSI : Time Slot Interchange
Figure 8.10
TST switch
* 공간분할 교환
- 장점 : 순간적
- 단점 : blocking 방지 위해 많은 교차점 요구
장점 : 교차점 R
단점 : 시간지연
* 시분할 교환
- 장점 : 교차점이 필요하지 않음
- 단점 : TSI 경우 각 연결을 처리하는데 지연시간 발생
각 슬롯은 RAM에 의해 저장, 검색, 전달
장점 : 시간
단점 : 교차점 R
Chapter 10
Error Detection and
Correction
10.1
오류의 종류
* 단일비트 오류는 데이터 단위 중 하나의 비트만이 변경된 경우
* 폭주오류(burst error)는 데이터 단위에서 2개 이상의 연속적인 비트들이 변경된 경우
* 폭주의 길이 = 첫 변화 ~ 마지막 변화
(반드시 연속된 비트들에 발생하는 것은 아님)
10.2 Detection
Redundancy
Parity Check
Cyclic Redundancy Check (CRC)
Checksum
10.3
Redundancy (중복)
오류검출은 목적지에서 오류를 검출하기 위해
여분의 비트들을 추가하는 중복의 개념을 이용한다.
* 중복 (Redundancy)
- 각 데이터 단위를 두 번씩 보냄
- 수신장치는 두 데이터 사이의 비트 단위를 비교
- 중복검사기를 통과하면 데이터만 받아들이고
중복 비트는 폐기
- 장점 : 거의 정확
- 단점 : 매우 느림 (전송시간 2배 + 비트 비교 시간)
10.5
Even-parity concept (패리티 검사)
단순 패리티 검사
* 패리티 검사
- 패리티 비트는 모든 데이터 단위에 덧붙여져서
1의 전체 개수가 짝수가 되도록 한다.
(홀수 패리티의 경우는 홀수)
2차원 패리티 검사
* 2차원 패리티 검사
- 비트의 블록은 행으로 나뉘고,
나머지 행은 전체 블록에 추가된다.
- 장점 : 폭주오류의 검출 가능성을 엄청나게 증가 시킴
* 단순 패리티 검사
- 모든 단일비트 오류를 검출할 수 있다.
- 각 데이터 단위상 오류의 전체 개수가
홀수인 경우라면 폭주오류도 검출할 수 있다.
- 단점 : 변경된 비트의 수가 짝수인 경우 검출 실패
- 단점 : 하나의 데이터 단위 내에서 두 비트가 손상되고
다른 데이터 단위 내에서 정확히 같은 위치의
두 비트가 손상되었을 때 오류 검출 실패
10.7
CRC generator and checker (순환중복검사)
* 순환중복검사 (CRC, cyclic redundancy check)
- 중복 검사 기법 중 가장 강력하다.
- 2진 나눗셈 기반
- CRC 또는 CRC 나머지라 불리는 중복 비트열을
데이터 단위의 끝에 덧붙임
- (확장된 데이터 단위 / 미리 정해진 2진수)
→ 나머지가 없으면 (0 이면) , 제대로 된 비트열
→ 나머지가 있으면, 손상된 비트열
- CRC의 생성조건
1. 제수보다 정확히 하나 적은 비트
2. 데이터열 끝에 나머지를 추가하여 얻어진
비트열은 제수로 나누어 떨어져야 한다.
10.7
CRC generator and checker (순환중복검사)
* 다항식 (A polynomial)
- 특징
1. x로 나뉠 수 없다.
: 다항식의 차수와 같은 길이의
모든 폭주오류가 검출되는 것을 보장
2. (x+1)로 나뉜다.
: 홀수 비트에 영향을 주는
모든 폭주오류가 검출되는 것을 보장
Name
Polynomial
Application
CRC-8
x8 + x 2 + x + 1
ATM header
CRC-10
x10 + x9 + x5 + x4 + x 2 + 1
ATM AAL
ITU-16
x16 + x12 + x5 + 1
HDLC
ITU-32
x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11
+ x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1
LANs
* 성능
- CRC는 홀수 비트에 영향을 주는
모든 폭주오류 검출 가능
- CRC는 다항식 차수 이하의 길이를 갖는
모든 폭주오류 검출 가능
- CRC는 다항식 차수 이상의 길이를 갖는
매우 높은 확률의 폭주오류 검출 가능
10.12
Checksum (검사합)
* 송신기는 다음 단계를 따른다.
- 데이터 단위는 각각 n비트인 k개의 섹션으로 나뉜다.
- 모든 섹션은 합을 만들기 위해 1의 보수를 사용하여 더해진다.
- 합은 보수화 되고 검사합으로 된다.
- 검사합은 데이터와 함께 보내진다.
* 수신기는 다음 단계를 따른다.
- 데이터 단위는 각각 n비트인 k개의 섹션으로 나뉜다.
- 모든 섹션은 합을 만들기 위해 1의 보수를 사용하여 더해진다.
- 합은 보수화 된다.
- 결과가 0이면 데이터는 받아들여지고, 그렇지 않으면 거부된다.
* 성능
- 장점 : 대부분의 짝수개의 비트 오류 및
모든 홀수개의 비트 오류를 검출
- 단점 : 세그먼트의 1개 또는 그 이상의 비트가 손상되고
이에 대응되는 또 하나의 세그먼트 또한 손상될 경우
열의 합은 변하지 않기 때문에 오류 검출 실패
10.3 Correction
Retransmission
Forward Error Correction
Burst Error Correction
10.3.1 Retransmission 재전송에 의한 오류 정정
* 재전송에 의한 오류 정정 (error correction by retransmission)
- 오류가 발생하면 수신자는 송신자에게 전체 데이터를 다시 보내도록 한다. (11장 참고)
* 흐름 제어 (Flow Control)
- 송신기가 확인 응답을 기다리기 전에 보낼 수 있는 데이터의 양을 제한시키기 위해 사용되는 절차의 모임
* 오류 제어 (Error Control)
- 자동반복요청 (ARQ)에 근거하며, 이는 손상된 프레임과 손실된 프레임 및 손실된 확인 응답의
세 경우에 대한 재전송을 의미
- 종류
· Stop–and–Wait ARQ
· Go-Back-N ARQ
· Selective-Repeat ARQ
10.3.2 Forward Error Correction 전향 오류 정정
* Forward Error Correction ( 전향 오류 정정 )
- 수신자가 자동적으로 어떤 종류의 오류를 정정하는 오류 정정 코드
- 오류정정의 비결은 손상된 비트나 비트들을 찾아내는 것이다.
- 장점 : 이론상 모든 2진 코드의 오류는 자동으로 정정
- 단점 : 오류 정정 코드는 오류 검출 코드보다는 훨씬 복잡하고 더 많은 중복 비트를 요구
Data and redundancy bits
Number of
data bits
m
Number of
redundancy bits
r
Total
bits
m+r
1
2
3
2
3
5
3
3
6
4
3
7
5
4
9
6
4
10
7
4
11
* 데이터와 중복비트와의 관계
- m : 주어진 데이터 비트의 수
- r : 중복비트의 수
- m + r : 전송할 수 있는 단위 비트의 전체 수
- 관계 : 2r >= m + r + 1
10.3.2 Forward Error Correction 전향 오류 정정
* 해밍코드(Hamming Code)
r1 : 비트 1, 3, 5, 7, 9, 11
r4 : 비트 4, 5, 6, 7
r2 : 비트 2, 3, 6, 7, 10, 11
r8 : 비트 8, 9, 10, 11
- 비트 위치를 나타냈을 때 최하위 위치의 1을 포함하는
모든 비트들을 사용하여 r1 비트를 계산
- r2 비트는 두 번째 위치에 1을 가지고 있는
모든 비트들을 사용하여 계산 …
- r 값 계산하기
1. 11비트 단위의 적절한 위치에 원문자 모든 비트 넣음
2. 후속단계들에서 다양한 비트 조합을 위한 짝수 패리티 계산
3. 각 조합의 패리티 값은 대응하는 r비트의 값이다.
- 오류 검출과 오류 정정
· 비트가 인식되면 수신기는 그것의 값을 반전하여 오류정정
· 장점 : 하드웨어를 사용하여 쉽게 구현 할 수 있어서
수신자가 오류에 대해 알기도 전에 코드 정정 가능
10.18
Burst error correction 폭주오류 검출
* 폭주오류 검출 ( Burst error correction )
- 데이터 단위의 비트 전송 순서를 바꾸어 해밍코드를 이용하여 폭주오류를 정정할 수 있다.
- 원리
· 데이터를 N개의 단위 열로 만들어 각 열의 첫 번째 비트들을 보내고 그 다음 두 번째 보내고..
· 만일 M개의 폭주오류(M<N)가 생긴다면 M개의 폭주오류에 의해
특정 데이터 단위의 M개 비트가 망가지는 대신 각 단위의 1비트씩 훼손된다.
· 해밍의 해법을 이용하여 각 단위의 훼손된 비트를 정정
Chapter 11
Data Link Control and
Protocols
11.1 Flow and Error Control
Flow Control
Flow control refers to a set of procedures used to
restrict the amount of data that the sender can
send before waiting for acknowledgment.
Error Control
Error control in the data link layer is based on
automatic repeat request, which is the
retransmission of data.
11.2 Stop-and-Wait ARQ
Operation
Bidirectional Transmission
11.1
Stop-and-Wait ARQ ( Normal / lost frame / lost ACK frame)
* 정지-대기 ARQ ( Stop-and-Wait ARQ )
- 송신자는 확인응답이 올 때 까지 프레임 사본을 보관
- 손실되거나 손상된 프레임이 올바르게 수신될 때 까지
반복하여 재전송
- 프레임 식별키 위해 0, 1의 식별 번호 사용
(중복 전송의 경우 데이터 프레임의 인식을 가능케 함)
- 송신자는 오직 안전하고 온전히 수신된 프레임에 대해서만
긍정 확인 응답을 보낸다.
- 단점 : 효율성이 떨어진다.
(송신자 입장에서 현재 전송되어 확인 응답을
기다리는 중인 프레임이 하나만 있게 된다.)
11.4
Stop-and-Wait ARQ ( delayed ACK / Piggybacking )
* 정지-대기 ARQ ( Stop-and-Wait ARQ )에 번호를
매기는 것은 복제된 프레임을 잃어버리지 않기 위함.
* 확인 응답이 지연되고 다음 번 프레임이 손상되었다면
확인 응답에 번호를 매겨야 한다.
* 끼워보내기 (Piggybacking)
- 데이터 프레임에 확인 응답 프레임을 합해서 보내는 것
- 각 당사자는 전송된 프레임과
받기를 기대하는 프레임을 추적하기 위한
S 와 R 변수가 모두 필요
- 장점 : 전송 대역폭을 절약
(응답 프레임과 데이터 프레임의
오버헤드(주소, CRC 등)를 하나로 합쳐 보내기 때문)
11.3 Go-Back-N ARQ
Sequence Number
Sender and Receiver Sliding Window
Control Variables and Timers
Acknowledgment
Resending Frames
Operation
11.6 Sender sliding window
* 순차번호
- 프레임들에 순차적으로 번호를 매긴다.
- 순차번호를 위해 m 비트 사용을 허락한다면,
순차번호는 2 m-1 까지 된다.
* 송신자 미닫이 창 (Sender sliding window)
- 송신자 쪽에서 확인 응답을 받기까지
진행중인 프레임을 유지하기 위해 window에 대한 개념 사용
- 창의 왼쪽 프레임 : 이미 응답 받은 프레임
창의 오른쪽 프레임 : 아직 전송되지 않은 새로운 프레임
- 창 크기 : 2m– 1 이하
m
* 수신자 미닫이 창(Receiver sliding window)
- 프로토콜에서 수신자 쪽 창의 크기는 항상 1
- 수신자는 정해진 순서에 맞는 프레임만을 받아들인다.
- 해당 프레임이 수신되면 창은 오른쪽으로 미끄러진다.
* 제어변수 (Control variables)
- S : 최근에 보내진 프레임의 순차번호
- SF : 창 안에 있는 것 중 제일 앞선 프레임의 순차번호
- SL: 창 안에 있는 가장 마지막 프레임의 순차번호
- W : 창의 크기 ( W = SF – SL + 1 )
- 수신자는 오직 1개의 변수 R만을 유지
- 수신한 프레임 번호가 R과 같을 경우만 받아 들인다.
11.9
Go-Back-N ARQ ( normal operation / lost frame / sender window size )
* Go-Back-N ARQ
- 프레임이 손상되었을 경우, 송신자는 뒤로 되돌아가
손상된 프레임부터 마지막으로 전송했던 프레임 까지 재전송
- 송신자 창 크기 : 2m– 1 이하
- 수신자 창 크기 : 항상 1
- 장점 : 수신자 쪽의 처리 과정이 단순하다.
(수신자는 단 한 개의 변수만을 추적, 순서가 바뀐
프레임들을 버퍼에 관리해 둘 필요 없음)
- 단점 : 잡음이 심한 링크에서는 비효율적
(프레임이 손상될 확률이 높음 → 재전송 필요)
* 양방향 전송과 끼워 넣기
- 장점 : 효율성 증대
11.4 Selective-Repeat ARQ
Sender and Receiver Windows
Operation
Sender Window Size
Bidirectional Transmission
Pipelining
11.13
Selective Repeat ARQ
* Selective Repeat ARQ
- 잡음이 심한 링크에서 오직 손상된 프레임만을
다시 보내는 장치
- 장점 : 잡음이 심한 링크에서 보다 효율적
- 단점 : 수신자 쪽에서의 처리 과정이 복잡
* 송신자와 수신자 창
- 창은 최대 2m 의 절반이어야 한다.
- Go-Back-N ARQ : 수신자는 특정 순차번호 하나만 기다림.
Selective Repeat ARQ : 일정 구간의 순차번호를 기다림.
- 수신자는 RF 와 RL 두 개의 제어변수를 사용
- NAK : negative acknowledgment (부정 확인 응답)
* 파이프라이닝(pipelining)
- 이전 과제가 채 끝나기 전에 다음 과제가 시작되는 것
(Go-Back-N ARQ 또는 Selective-Repeat ARQ 에서는 이전 전송된 프레임의
확인응답을 받기 전에 곧바로 다음 프레임을 전송한다)
- 전송되는 비트수가 대역폭-지연곱 에 비해 많은 경우 전송 효율을 개선한다.
Chapter 13
Multiple Access
Figure 13.1
Multiple-access protocols
13.1 Random Access
MA (Multiple Access) - ALOHA
CSMA (Carrier Sense MA)
CSMA/CD (CSMA Collision Detection)
CSMA/CA (CSMA Collision Avoidance)
Figure 13.2
Evolution of random-access methods / ALOHA network
* 다중접속(MA)
- ALOHA는 가장 최초의 다중접속 방법
- ALOHA의 규칙
· 다중접속 : 송신할 프레임을 가진 모든 지국은 프레임을 송신
· 확인응답 : 프레임 전송 후 지국은 확인응답을 기다린다.
일정 시간(최대 전파지연시간의 2배 시간) 내 응답 받지 못했을 경우 프레임 손실로 간주
임의의 시간이 흐른 후 재전송 시도
- 단점 : 잠재적인 충돌 가능성
Figure 13.5
CSMA
* 반송파 감지 다중접속(CSMA)
- 목적 : 충돌의 가능성을 줄이고 그에 따른 성능 증대
- 전송 전 각 지국이 먼저 매체를 경청하거나 매체의 상태 점검 요구
( 전송 전 감지 / 대화 전 경청 )
- 충돌가능성은 전파지연 때문에 존재
- 전파지연
: 어느 한 지국이 프레임을 전송할 때, 첫 비트가 모든 지국에 도착하고
모든 지국이 그 비트를 감지하는데 걸리는 매우 짧은 시간
- 장점 : 충돌 가능성을 줄인다.
- 단점 : 충돌 가능성을 제거할 수는 없다. (충돌에 대한 절차 정의 X)
* 지속성 전략 (persistance strategy)
- 회선을 감지 후 사용중이 아니면 지국은 프레임을 전송
- 두가지 변이 존재 (1-지속성, p-지속성)
* 비지속성 전략 (nonpersistence strategy)
- 전송할 프레임을 가진 지국은 회선을 감지
- 회선이 사용 중이 아니면 그 지국은 즉시 전송
- 만약 회선이 사용 중이면, 그 지국은 임의의 기간동안
기다리고 다시 회선을 감지
- 장점 : 충돌의 가능성을 줄인다.
(∵두개 또는 그 이상의 지국이 같은 양의 시간 동안
기다리고 일제히 다시 재전송을 시도할 가능성이 낮기 때문)
- 단점 : 네트워크 효율성이 줄어든다.
(여러 지국들이 전송할 프레임을 가지고 있고
매체는 사용 중이 아닌 경우)
- 1-지속성 : 지국이 회선이 사용되지 않음을 알게 되면 지국은 자신의 프레임을 즉시 전송(1의 확률을 가짐)
둘 또는 그 이상의 지국이 회선이 사용하지 않음을 알게 된 후 프레임을 보낼 수 있으므로 충돌 가능성 증가
- p-지속성 : 지국이 회선이 사용 중이 아님을 알게 되면 지국은 전송 할 수도 안 할 수도 있음(p 확률 전송, 1-p확률 전송포기)
장점 : 충돌가능성을 줄이고 효율성 향상
13.7
CSMA/CD procedure
CSMA/CA procedure
* CSMA/CD
- 충돌을 처리하는 절차가 정의
- 어느 지국도 프레임을 보낼 수 있다.
- 지국은 전송이 성공했는지를 보기 위해 매체를 감시
- 성공일 경우 전송 완료, 충돌 발생시 프레임 재전송 요구
- 두번째 전송에서 충돌의 확률을 줄이기 위해 지국은 기다림
즉, 백오프(backoff)를 필요로 한다.
- 충돌이 발생할 수록 더욱 더 오래 기다린다.
지국은 0 ~ 2N x 최대전송시간 사이의 시간만큼 기다린다.
N : 전송을 시도하는 횟수
- 이용 : 전통적인 이더넷
* CSMA/CA
- 충돌이 없다. (충돌 회피)
- 지속성 전략 중 하나를 사용
- 지국은 회선이 사용되지 않음을 파악한 후
IFG(interframe gaq) 시간의 양만큼 기다린다.
- 그런 후 또다시 임의의 시간만큼 기다린다.
- 그 후 프레임을 전송하고 타이머를 설정한다.
- 타이머 시간이 지나가기 전에 확인 응답을 받을 경우 전송 성공
- 지국이 확인 응답을 받지 못한다면 backoff 값을 증가시키고
backoff 시간을 기다린 다음 회선을 다시 감지
- 이용 : 무선랜
13.3 Channelization
FDMA
In FDMA, the bandwidth is divided into channels.
TDMA
In TDMA, the bandwidth is just one channel that
is timeshared.
CDMA
In CDMA, one channel carries all transmissions
simultaneously.