문. OSI참조모델 2계층에서의 오류제어방식에 대하여 설명

문. OSI참조모델 2계층에서의 오류제어방식에 대하여 설명

답.

1. 개요

  - OSI계층은 7계층으로 구분되어 각기 역할과 영역에 대하여 기술되어있고, 상호운영성 확보, 표준화된 인터페이스, 모듈의 재사용이 가능함.

  - 2계층인 데이터링크계층에서는 물리계층의 신호를 3계층인 네트워크계층으로 넘기기 위해 다양한 오류제어방식을 사용함.

2. OSI 7계층의 개념 및 구조

  가. OSI 7계층의 개념

  - 개방형시스템인 TCP/IP 및 인터넷 공간에서 통신방식, 장비별 표준화된 호환성을 갖기 위한 계층별 표준화 모델임

  - 상호운영성, 표준화 인터페이스, 모듈의 재사용이 가능하도록 함.

  나. OSI 7계층의 구조도

 

OSI 7계층	역 할	TCP/IP계층	프로토콜
세션, 표현, 응용	데이터표현, 응용	응용	H264, MPEG, HTTP
전송	전송제어, 신뢰성	전송	TCP, UDP
네트워크	경로제어, 경로설정	인터넷	ICMP, IGMP, ARP
물리/데이터링크	프레임구조, 물리전기규격	네트워크 인터페이스	이더넷, RS-232

3. OSI 2계층에서의 오류제어방식

  가. 오류제어방식 구분

FEC(Forward Error Correction)	BEC(Backward Error Correction)
데이터와 잉여비트를 통한 오류제어 수신단에서 오류를 정정하는 방식	오류발생시 재전송을 요구하는 방식
Convolution Code, LDPC	Stop and wait, Go back N, Selective
역방향 채널 필요	역방향 채널 필요없음

  나. 오류제어방식 종류

구  분	설    명
에러 검출	- 전송 중 오류의 발생유무를 확인할 수 있는 부호 첨가 - CRC(Cyclic Redundancy Check), 해밍코드, BCH코드
에러 정정	- 수신기단에서 잉여비트를 사용하여 원래 데이터를 복구 - 블록 코딩방식(해밍코드, BCH코드) - 비블록 코딩방식(LDPC, 터보코드, Convolution Code)
재전송기법	- ARQ(Automatic Repeat Request) - 에러검출 후 송신단에 재전송을 요구하는 방식

  다. ARQ방식 종류

구  분	설    명
Stop and wait	- 한번에 하나씩 보내고 ACK, NACK를 확인 - NACK일 때 재전송을 하는 단순한 방식
Go back N	- 여러개의 프레임을 보내고 ACK, NACK를 확인 - 오류발생 시 해당 프레임 이후를 다시 보냄
Selective	- 프레임에 순서번호를 삽입하여 NACK발생 시 해당 프레임만 다시 보내는 방식
Adaptive ARC	- 전송상태에 따라 적절한 프레임의 길이를 동적으로 변경하여 전송하는 방식

4. 오류제어방식의 비교

구  분	FEC	CRC	ARQ	H-ARQ
버퍼	필요	불필요	필요	필요
역채널	불필요	불필요	필요	필요
역할	오류정정	오류검출	오류재전송	오류정정, 오류재전송
적용분야	무선통신	무선, 유선	유선	무선, 유선
성능	우수	보통	보통	매우우수

5. 오류제어방식 적용 시 고려사항

  - 적용하는 채널환경에 따라 ARQ, H-ARQ, FEC방식을 선택적으로 검토해야함.

  - 실시간 스트리밍서비스, 일괄처리서비스, 미션 크리티컬 서비스 등에 따라 허용패킷손실률, 지연시간, 지터 등이 다르므로 이를 고려해야됨.

  - 버퍼오버플로우 시 큐잉지연, 패킷손실이 발생하므로 혼잡제어가 병행되어 오류제어가 진행되야함.

  - 채널환경이 안좋은 경우 ARQ방식 적용시 반복적인 재전송이 일어날 수 있으므로 이를 극복할 방안을 검토해야됨.