CH6.The Link Layer and LANs(6.1 Introduction od the Link Layer)

링크 계층의 주요 개념

 

1. Node와 Link의 정의

 

• Node는 링크 계층 프로토콜을 실행하는 모든 장치를 의미한다. 예를 들어 호스트, 라우터, 스위치, WiFi 액세스 포인트 등이 Node에 해당한다.

• Link는 인접 노드 간의 통신 경로를 의미한다. 데이터그램이 소스에서 목적지로 이동하기 위해 여러 링크를 거쳐야 한다.

 

2. 링크 계층의 역할

 

링크 계층은 데이터그램을 **링크 계층 프레임(frame)**으로 캡슐화하고 각 링크를 통해 전송하는 역할을 한다.

이를 비유적으로 설명하면, 여행자가 여러 교통 수단(자동차, 비행기, 기차)을 이용하여 목적지에 도달하는 과정과 유사하다.

이 비유에서 각 교통 수단은 링크 계층 프로토콜에 해당하고, 여행 경로를 계획하는 여행사는 라우팅 프로토콜과 같다.

 

6.1.1 링크 계층이 제공하는 서비스

 

1. 프레이밍(Framing)

 

• 링크 계층 프로토콜은 네트워크 계층 데이터그램을 캡슐화하여 프레임을 생성한다.

• 프레임은 헤더와 데이터 필드로 구성되며, 각 링크에서 사용되는 프로토콜에 따라 형식이 다르다.

 

2. 링크 접근(Link Access)

 

• 링크 계층은 MAC(Medium Access Control) 프로토콜을 통해 프레임이 링크에 전송되는 규칙을 정의한다.

• 특히 다수의 노드가 브로드캐스트 링크를 공유할 경우, MAC 프로토콜은 프레임 전송을 조정한다.

 

3. 신뢰성 있는 전송(Reliable Delivery)

 

• 링크 계층은 데이터 전송의 신뢰성을 보장할 수 있다.

• 무선 링크처럼 오류율이 높은 환경에서는 ACK(확인 응답)과 재전송 메커니즘을 통해 데이터를 신뢰성 있게 전달한다.

 

4. 오류 검출 및 수정(Error Detection and Correction)

 

• 링크 계층은 전송 과정에서 발생하는 오류를 감지하고 수정하는 기능을 제공한다.

• 전송된 비트가 손상되었는지 확인하며, 오류 검출 코드를 사용하여 이러한 작업을 수행한다.

 

6.1.2 링크 계층은 어디에 구현되는가?

 

**NIC(Network Interface Controller)**란?

 

• 링크 계층은 주로 **네트워크 어댑터(NIC)**에 구현된다.

• NIC는 링크 계층의 주요 기능(프레이밍, 링크 접근, 오류 검출 등)을 하드웨어와 소프트웨어로 처리한다.

 

작동 과정

 

1. 송신 측:

• 상위 계층에서 생성된 데이터그램을 프레임으로 캡슐화한다.

• 링크 접근 프로토콜에 따라 프레임을 링크에 전송한다.

2. 수신 측:

• 프레임을 수신하고 오류를 확인한다.

• 오류가 없으면 데이터그램을 네트워크 계층으로 전달한다.

 

Figure 6.2 설명

• Figure 6.2는 네트워크 어댑터와 호스트 시스템 구성 요소 간의 관계를 나타낸다.

• 네트워크 어댑터는 하드웨어와 소프트웨어를 결합하여 프레임 전송 및 오류 검출 같은 작업을 처리한다.

• 소프트웨어는 링크 계층 주소 설정 및 상위 계층과의 통신을 담당한다.

 

이처럼 링크 계층은 데이터그램이 네트워크 경로의 각 링크를 통해 올바르게 전달되도록 보장하는 핵심 역할을 한다.