[4-4강] 정보전송 방식과 프로토콜

 

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정보 전송 방식

1. 정보 전송 방식

1) 직렬/병렬 전송방식

∙ 직렬(Serial) 전송

- 동일한 전송선을 통해서 한 비트씩 전송하는 방식

- 원거리 전송에 적합

∙ 병렬(Parallel) 전송

- 비트 블록 각각에 대응되는 전송선이 있어 한 번에 전송

- 근거리 전송에 적합

- 컴퓨터와 프린터 장치의 전송 방식에 이용

2) 동기/비동기 전송 방식

∙ 비동기(Asynchronous) 전송

- 전송할 데이터를 한 번에 한 글자씩 한 문자 단위로 전송하는 방식

- 송수신측의 동기화를 위해 시작비트(Start Bit)와 정지 비트(Stop Bit) 덧붙여 전송

- 1,200bps 이하의 저속인 FSK(주파수 편이 변조) 변조 방식을 사용

∙ 동기(Synchronous) 전송

- 전송할 데이터를 여러 블록으로 나누어서 블록단위로 전송하는 방식

- 전송효율이 좋고 고속 전송에 적합

- 2,400bps 이상의 고속 PSK(위상 편이 변조) 변조 방식을 사용

2. 통신 방식

1) 단방향 통신(Simplex)

∙ 송신자와 수신자가 고정되어 있으며, 항상 한 방향으로만 데이터를 전송하고 2선식으로 구성되어 있음(TV, 라디오 방송 등)

2) 양방향 통신(Duplex)

∙ 반이중 방식(Half Duplex) 양쪽의 교신자가 양방향으로 전송하나, 어느 순간에는 한 방향으로만 전송이 일어나 동시에 양방향으로 전송하는 것은 불가능(무전기)

∙ 전이중 방식(Full Duplex) 통신을 하는 각각의 상대방이 독립적으로 동시에 양방향으로 데이터 전송을 수행 하도록 구성(전화기 등)

 

다중화

1. 다중화의 개념

∙ 다중 데이터 터미널 장치(DTE)가 하나의 통신 회선을 통하여 결합 된 형태로 데이터 신호를 전송한 후 수신 측에서 전송된 원래 형태의 데이터 신호를 분리하여 주는 통신 방식으로, 다중화기의 기본 특징은 음성과 데이터, 그리고 영상 데이터를 동시에 안전하고 신속하게 서비스해 주는 역할을 수행 ∙ 다중화 기술은 크게 넓은 대역폭을 몇 개의 좁은 대역폭으로 나눠 사 용하는 주파수 분할 다중화와 시간을 조각내어 이 조각낸 시간 단위를 여러 이용자에게 할당하여 사용하는 시분할 다중화로 구분

 

2. 다중화 종류

	주파수 분할 다중화	시분할 다중화
개념	∙ 하나의 넓은 대역폭을 몇 개의 좁은 대역폭으로 나누어 사용 ∙ 아날로그 형태로 전송	∙ 시간을 나누어서, 나뉜 시간 단위(Time Slot)를 여러 이용자에게 할당하여 사용
특성	∙ 시분할 방법에 비해 비효율적이므로 사용 빈도 감소 ∙ 두 채널 간의 상호 간섭을 방지하기 위해 완충 지역으로 가드밴드(Guard Band)가 필요하므로 대역폭을 낭비	∙ 아날로그를 디지털로 변환하여 전송 ∙ 미국식 시분할 다중화 방식은 T1(1.544Mbps)이고, 유럽식은 E1(2.048Mbps) ∙ 동기식 시분할 다중화와 비동기식 시분할 다중화가 존재

 

 

에러제어

1. 에러 검출 기법

∙ 패리티 검사(Parity Check) 한 블록의 데이터 끝에 패리티 비트(Parity Bit)를 추가하는 것으로, 가장 간단한 에러 검출 기법

∙ 블록 합 검사(BSC; Block Sum Check) 각 문자당 패리티 체크 비트와 전송 프레임의 모든 문자들에 대한 패리티 문자를 함께 전송하는 방식

∙ 순환 잉여도 검사(CRC; Cyclic Redundancy Check) 에러 검출코드인 FCS(Frame Check Sequence)를 정보에 추가하여 전송하게 되는데, FCS는 프레임 내의 에러를 검출하기 위한 비트열로 송신 시에 임의의 알고리즘에 의해 계산되어 정보 프레임과 함께 전송

2. 자동 재전송 방식(ARQ; Automatic Repeat reQuest)

∙ 정지 대기(Stop-and-wait) ARQ

∙ 연속적 ARQ - Go-back-N ARQ

- 선택적(Selective) ARQ

∙ 적응적 ARQ

 

통신 프로토콜

1. 통신 프로토콜의 개념

1) 프로토콜(Protocol)의 정의 통신시스템에서 멀리 있는 다른 통신 시스템과 전송 매체를 통하여 통신을 할 수 있도록 해주는 절차나 규범 2) 프로토콜의 기본적 구성 요소

∙ 구문(Syntax)

∙ 의미(Semantics)

∙ 순서(Timing)

3) 계층 프로토콜의 목적

∙ 복잡한 네트워크를 논리적으로 좀더 작고 이해하기 쉬운 부분(계 층)으로 나눔

∙ 네트워크 기능 간의 표준화된 인터페이스 제공(소프트웨어 프로그램 모듈 간의 표준 인터페이스)

∙ 표준화된 인터페이스를 이용하여 각 계층 간 독립적인 구현 가능

 

4) 프로토콜의 방식

∙ BSC 프로토콜 : 문자(Character) 방식의 프로토콜(Loop 방식이 불가능함)

∙ DDCMP 프로토콜 : 바이트(Byte) 방식의 프로토콜 ∙ SDLC 프로토콜 : 비트(Bit) 방식의 프로토콜

∙ HDLC 프로토콜 : 비트(Bit) 방식의 프로토콜, 데이터 링크 계층에 서 가장 효율이 좋은 프로토콜 방식, 단방향(Simplex), 반이중(Half Duplex), 전이중(Full Duplex) 통신 방식 모두를 지원. 포인트 투 포인트, 멀티 포인트, 루프 방식을 지원

문자(Character) 방식	전송 데이터의 처음과 끝에 동기를 위한 전송 제어 문자를 포함시켜 전송하는 방식(BSC 프로토콜이 속함)
바이트(Byte) 방식	전송 데이터의 헤더에 데이터의 문자 수, 메시지 수신 상태 등의 제어 정보를 포함시켜 전송하는 방식(DDCMP 프로토콜이 속함)
비트(Bit) 방식	전송 데이터의 처음과 끝에 특수한 플래그 문자를 포함시켜 전송하는 방식(SDLC, HDLC 프로토콜이 속함)

 

5) 통신 프로토콜의 분류

∙ 폴링 시스템(Polling System)

- 폴 명령이 주국에서 보조국으로 보내지며, 폴이 의미하는 것은 실제로 보조국이 주국으로 보낼 데이터를 갖고 있는지를 물어 보는 것

∙ 셀렉션 시스템(Selection System)

- 주국이 보조국에게 데이터를 전송하려고 할 경우, 데이터 수신 준비 여부를 확인하는 방식

 

2. 회선 제어 프로토콜

1) 문자 위주 전송 프로토콜

∙ 기본적으로 메인 프레임 네트워크에 사용되는 동기식 통신의 한 형태

∙ Binary라는 단어는 데이터가 바이너리화 된다는 것을 의미함

∙ Synchronous라는 부분은 데이터 전송이 시작되기 전에 송신자와 수신자 모두가 동기화 되어야만 한다는 것을 의미

∙ ENQ(ENQuiry) : 송신을 받을 준비가 되었는지 확인(상대방의 응답을 요구)

∙ ACK(ACKnowledge) : 수신한 정보 메시지에 대한 긍정 응답 신호 (↔NAK)

∙ STX(Start of TeXt) : 전송할 메시지의 시작임을 알림

∙ DLE(Data Link Escape) : 제어 문자 앞에 놓여 이들 문자들이 유효 한 제어 문자임을 표시

 

2) 비트 위주 전송 프로토콜

∙ 데이터 통신의 OSI 7계층 모델의 제2계층인 데이터 링크 계층에서 사용되는 전송 프로토콜

∙ X.25 패킷 스위칭 네트워크 내에서 사용

∙ 프레임이라고 불리는 데이터 단위로 이루어지며, 프레임은 네트워 크를 통해 송신되고, 도착지에서는 성공적으로 도착하였는지를 검증

∙ 비트 방식이란 특수한 플래그 문자가 메시지의 처음과 끝에 위치하 도록 하고 비트 메시지를 구성하여 전송하는 방식

∙ HDLC 프로토콜이 대표적이며, Go back N ARQ 방식 사용

∙ 프레임 구성

플래그 - 주소필드 - 제어필드 - 정보필드 - 프레임 검사 순서 - 플래그

 

3. OSI 7계층 참조 모델

1) OSI(Open System Interconnection) 참조 모델

∙ 상위 계층 : 응용 계층(최상위 계층), 표현 계층, 세션 계층, 전송 계층

∙ 하위 계층 : 네트워크 계층, 데이터 링크 계층, 물리 계층(최하위 계층)

2) OSI 7계층 구조

7	응용 계층	사용자가 OSI 환경을 이용할 수 있는 서비스 제공
6	표현 계층	암호화, 내용 압축, 형식 변환 등의 기능을 제공
5	세션 계층	응용들 사이의 연결을 확립․유지․단절시키는 수단을 제공
4	트랜스포트 계층	링크 종점 간에 정확한 데이터 전송을 제공
3	네트워크 계층	경로 제어와 흐름 제어를 수행
2	데이터 링크 계층	동기화, 에러제어, 흐름제어 기능을 담당
1	물리 계층	실제 회선 연결을 확립․유지․단절하기 위한 기계적, 전기적, 기능적, 절차적 특성 정의

 

4. 표준안 제정기구

1) ISO(International Organization for Standardization) : 국제 표준화 기구

2) ITU-T(International Telecommunication Union – Telecommunication Standardization Sector) 구CCITT(Consultative Committee for Integration Telegraph and Telephone)가 개편된 국제전기통신연합인 ITU의 산화기간으로 1956년에 창설

3) ANSI(American National Standard Institute) : 미국 표준안 제정 기관

4) EIA(Electronics Industries Association) : 미국 전자 공업 협회