[모바일 네트워크] 통신 프로토콜의 구성 요소 및 기능

■ 통신 프로토콜의 구성 요소

1. 구문(syntax): 무엇을 전송할 것인가? (데이터의 형식(format), 부호화 및 신호의 크기 등)

2. 의미(semantics): 데이터를 어떻게 해석할 것인가? (전송의 조정 및 오류 처리를 위한 제어 정보)

3. 타이밍(timing): 데이터를 언제 전송할 것인가? 얼마나 빠른 속도로 전송할 것인가?

 

■ 통신 프로토콜의 기능

1. 단편화(Segmentation) 및 재조립(Reassembly)

• 단편화: 주어진 데이터를 일정한 크기의 작은 데이터 블록으로 나누어 전송하는 것
• 재조립: 분리된 데이터를 수신층에서 재구성하여 원래의 데이터로 복원하는 것(최종적으로 사용자가 이해할 수 있는 형태로 만듦)
• 정보 전송 시 오류를 줄이거나 전송 효율을 증가시키기 위하여 사용
• 일반적인 패킷 망에서 사용

 

2. 캡슐화(Encapsulation)

• 데이터의 앞부분과 뒷부분에 헤더(header)와 트레일러(trailer)를 첨가하는 과정
• 송신기에서 발생된 정보의 정확한 전송을 위함
• 단편화된 작은 블록의 데이터에 flag-bit, 주소 bit, 제어 bit, error 검출 bit 등과 같은 각종 제어 정보를 덧붙임

 

3. 연결 제어(Connection Control)

• 데이터를 전송하기 위한 과정: node 간의 연결 확립, 데이터 전송, 연결 해제의 3단계 과정
• 패킷 통신에서 네트워크 상의 연결 제어 방법
  • 비접속형 방식: 논리적 연결(가상 연결) 없이 바로 데이터를 전송하는 방식
  • 접속형 방식: 데이터를 교환하기 전에 논리적으로 연결하는 방식(다량의 데이터를 전송할 때 사용)

 

4. 흐름 제어(Flow Control)

• 발신측에서 오는 데이터의 양과 속도를 수신측에서 제한하는 기능
• 통신망에 흐르는 패킷의 수를 적절히 조절하여, 시스템 전체의 안정성을 유지하고 서비스 품질의 저하를 방지함
• 가상 회선 방식의 슬라이딩 윈도(sliding-window) 방식, 데이터그램 방식의 정지-대기(stop-and-wait) 방식

1. 가상 회선(Virtual Circuit) 방식 : 접속형(연결형) 방식
    - 패킷이 전송되기 전에 송신지와 수신지 간의 논리적인 경로가 미리 설정됨
    - 패킷이 사전 설정된 경로를 따라 순서대로 전송됨
    - 전송되는 패킷의 순서가 송신측과 수신측이 동일함 (패킷 정렬 불필요)

2. 데이터그램(Datagram) 방식 : 비접속형(비연결형) 방식
    - 패킷마다 개별적으로 경로가 정해짐
    - 수신지가 같은 패킷이라도 서로 다른 경로를 통하여 전송될 수 있음
    - 전송되는 패킷의 순서가 송신측과 수신측에서 서로 다를 수 있음(수신측 패킷 정렬 필요)

 

5. 오류 제어(Error Contorol)

• 전송 도중에 발생 가능한 오류들을 검출하여 정정하는 기능
• 전진 오류 수정(FEC: Forward Error Correcting): 오류 수정을 위한 bit를 데이터에 부가하여 전송하고, 수신측에서는 오류 발생을 검출하고 수정하는 방식
• 자동 반복 요청(ARQ: Automatic Repeat Request): 오류 검출을 위한 bit를 데이터에 부가하여 전송하고, 수신측에서는 오류 검출 시에 오류 수정 없이 송신측에 재전송을 요구하는 방식
• 오류 제어에 사용하는 코드
  • 오류 검출 코드인 패리티 체크(Parity Checking)
  • 순환 중복 검사(CRC: Cyclic Redundancy Checks)
• 오류 검출 및 정정: 블록 합(Block Sum), 해밍 코드(Hamming Code)

 

6. 동기화(Synchronization)

• 정보를 전송하기 위하여 송수신기 사이에 같은 상태를 유지하도록 하는 것
• 통신하는 두 실체 간에 초기화 상태, 검사 전 상태, 종료 상태 등과 같은 명확히 정의된 상태를 둠으로써 통신의 개시, 중간의 체크 기능, 통신의 종료 등을 수행
• 동기화를 위한 전송 방식: 비동기 전송(Asynchronous Transmission), 동기 전송(Synchronous Transmission)

 

7. 순서 지정(Sequencing)

• 패킷 교환망에서, 패킷 단위로 분할 전송할 때 패킷에 순서를 지정하는 것
• 송신측에서 전송한 패킷의 순서와 수신된 패킷의 순서가 반드시 일치하는 것은 아님
• 수신측에서는 수신된 패킷을 지정 순서에 따라 재조립

 

8. 주소 지정(Addressing)

• 네트워크에서 통신을 하기 위해 송수신측 간에 인식이 가능하도록 하는 역할
• 네트워크에 있는 각 station은 자신의 고유 주소가 지정되어 있어야 함
• 데이터 전송을 하기 위해서는 데이터와 함께 지정된 주소 정보도 보내야 함

 

9. 다중화(Multiplexing)

• 한정된 통신 link를 다수의 사용자가 공유할 수 있도록 하는 전송 방식
• 송신측에서 다수의 채널을 다중화하여, 하나의 link를 통해 정보를 수신측에 전달함
• 수신측에서는 이를 역다중화(Demultiplexing)하여 다수의 채널로 나눔

Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)

• 다중화 방법
  • 주파수 분할 다중화(FDM): 여러 개의 아날로그 신호를 하나의 아날로그 회선으로 전송하기 위한 다중화 방식
  • 시분할 다중화(TDM): 전송 회선의 데이터 전송 시간을 time slot이라는 일정한 시간폭으로 나누고, 이들의 크기를 frame으로 묶어서 channel별로 특정 시간대에 해당하는 slot에 배정하는 방식
    ☞ 동기식 시분할 다중화(STDM), 비동기식 시분할 다중화(ATDM)

Copyrightⓒ written by 차재복 (Cha Jae Bok)

 

 

 

《 참고 도서 》

 

 

모바일 네트워크 프로그래밍(2판)

『모바일 네트워크 프로그래밍』은 네트워크 이해에 기본이 되는 내용을 알기 쉽게 설명한 책이다. 컴퓨터 네트워크와 이동통신망에 기본이 되는 기술과 원리를 중심으로 다양한 주제를 다루고 있다. 또한 이동통신과 관련된 다양한 용어 설명과 함께 여러 가지 기술들을 언급하고, 최신 기술 동향을 설명했다.

저자

장종욱, 이숭희

출판

한산

출판일

2010.07.10