ChronoVoyager의 탐험 일지

1. 데이터 전송 단위: 프레임과 그 구조

1.1 프레임이란?

• 네트워크에서 데이터를 전송할 때, '프레임(Frame)'이라는 단위로 나누어 처리합니다.
• 이 프레임은 내부 정보를 표현하는 방식에 따라 두 가지로 나뉩니다: 문자 프레임과 비트 프레임

1.2 문자 프레임 (Character Frame)

• ASCII 등 8비트 단위의 문자로 구성된 고정 크기 프레임
• 프레임 시작: DLE/STX, 프레임 끝: DLE/ETX
• 전송 데이터 중 DLE 문자가 들어가면 혼란 발생

1.3 문자 스터핑 (Character Stuffing)

• 문제 해결 방식:
  • 송신 측: DLE 문자가 포함되면 강제로 한 번 더 DLE 삽입
  • 수신 측: 연속된 두 개의 DLE 중 하나를 제거하여 원래 데이터 복원

1.4 비트 프레임 (Bit Frame)

• 프레임 시작과 끝을 특정 비트 패턴 01111110(플래그)로 구분

1.5 비트 스터핑 (Bit Stuffing)

• 플래그 패턴이 전송 데이터에 포함될 경우 혼란 방지 방식
  • 송신 측: 1이 다섯 번 연속되면 0을 추가
  • 수신 측: 추가된 0을 제거하여 원래 데이터로 복원

2. 토큰버스(Token Bus)의 프레임 구조

2.1 토큰버스 개요

• 네트워크에서 하나의 '토큰'이 순차적으로 돌아다니며, 해당 토큰을 가진 호스트만 데이터 전송 가능

2.2 프레임 구성 요소

• 프레임은 다음과 같은 필드로 구성됩니다:
  1. Start Delimiter / End Delimiter: 프레임의 시작과 끝 구분
  2. Preamble: 클럭 동기화를 위한 신호
  3. Frame Control: 데이터 프레임과 제어 프레임을 구분 (001000이면 토큰 프레임)
  4. Source / Destination Address: 송신 및 수신 MAC 주소
  5. LLC 프레임: 상위 LLC 계층의 실제 데이터
  6. Checksum: 전송 중 데이터 변형 여부 검출

2.3 LLC 프레임 캡슐화 과정

• LLC 계층에서 내려온 프레임은 위의 구조로 감싸져 물리 계층으로 전송
• 수신 호스트는 헤더와 트레일러 정보를 제거한 후, 순수한 LLC 데이터만 상위 계층으로 전달

3. 토큰링(Token Ring)의 프레임 구조와 제어

3.1 토큰링 개요

• 호스트들이 링 구조로 연결되어 있고, 하나의 토큰이 순차적으로 돌며 통신 권한을 가짐
• 충돌 없이 효율적인 데이터 전송이 가능

3.2 프레임 구성 필드 설명

3.3 프레임 상태 (Frame Status)

• 프레임의 맨 끝에 위치
• 두 개의 플래그 비트 A(Accessed), C(Copied)로 구성
  • A=1: 수신 호스트가 프레임에 접근함
  • C=1: 수신 호스트가 프레임을 내부 버퍼에 저장함
• 송신 호스트는 프레임이 돌아왔을 때 A/C 값을 확인하여 수신 성공 여부를 판단

3.4 Access Control 필드의 세부 역할

• 우선순위 비트: 높은 우선순위를 가진 호스트는 우선적으로 데이터 전송 가능
• 토큰 비트: 0이면 토큰 프레임, 1이면 일반 데이터 프레임
• 모니터 비트: 오류 발생 시 모니터 호스트가 프레임을 제거하여 무한 순환 방지

요약

4.1 프레임이란?

• 전송 데이터를 일정 단위로 나눈 구조이며, 문자 또는 비트 방식으로 구분됨

4.2 스터핑 기법

• 문자/비트 프레임 모두 혼선 방지를 위한 스터핑 기법을 사용

4.3 IEEE 802.3의 한계

• 네트워크 트래픽이 심할 경우 특정 호스트가 장시간 통신하지 못할 수 있음
• 프레임 우선순위 기능이 없어 중요한 프레임 구분이 어려움

4.4 토큰 기반 네트워크의 장점

• 충돌 없이 통신 가능
• 우선순위 설정 가능
• 모니터링 및 오류 제어 기능 탑재

4.5 Frame Control 필드의 핵심 역할

• LLC에서 내려온 일반 프레임과 프로토콜 제어용 프레임을 구분하는 필드로, 프레임의 성격을 명확히 지정함