4-3. 데이터링크 계층과 LAN : 토큰 버스(Token Bus)
토큰 버스(Token Bus)
- IEEE 802.4 MAC
- 버스형 구성에서 사용
- CSMA/CD MAC을 가장 많이 사용하지만 토큰 버스는 공장 같은 환경에서 사용
- LAN에 속해 있는 각 호스트 끼리 논리적인 링을 따라 특정한 비트 패턴인 토큰이 순환
- 논리적 링을 따라 토큰을 전달하기 위해 호스트는 토큰을 받아야 할 전임 호스트와 토큰을 넘겨주어야 할 후임 호스트를 가짐
- 토큰을 획득한 호스트는 프레임을 전송할 수 있는 권한을 가지게 되며 보내고자 하는 프레임을 전송
- 프레임 전송을 완료하면 호스트는 토큰을 다음 호스트로 전달하여 채널 사용권한을 넘겨줌
토큰 버스 방식의 동작 절차
- 물리적 전송매체에 논리적 링을 구성한 다음 하나의 제어 토큰 생성
- 토큰은 프레임을 전송할 호스트가 이를 수신할 때까지 논리적 링을 따라 전달
- 호스트가 토큰을 소유하게 되면 전송하고자 하는 프레임을 물리적 매체를 이용하여 전송한 다음 논리적 링 내의 후임 호스트에게 토큰을 전달
- 토큰은 호스트 주소의 내림차순으로 호스트에서 호스트로 전달
- 임의의 호스트가 토큰이 도착했음을 알게 되면 그 호스트는 데이터 프레임을 전송
- t0 -> 호스트 10의 후임 스테이션은 호스트 60으로 전송
- t1 -> 목적지인 호스트60까지 논리적 링을 따라 전송됨
- t2 -> 호스트60에 토큰 도착, 무리적 메체를 이용하여 호스트 20으로 데이터 프레임 전송
- t3 -> 논리적 링 내의 후임호스트 50에게 토큰 전달
- 이외의 추가적인 절차
- 임의의 호스트가 논리적 링에 추가하는 절차
- 논리적 링에서 탈퇴하는 절차
- 토큰 분실또는 오류시 회복하는 절차
- 논리적 링을 초기화하는 절차 등
IEEE 802.11 LAN
- 무선 (Wireless LAN) Wi-Fi
- 가장 널리 사용되어 왔던 표준 IEEE 802.11b (1999년도)
무선네트워크 특성
- 신호강도 감쇄 : 무선신호는 전송도중 신호강도 약해짐
- 다른 신호로부터의 간섭 : 다른 디바이스와 공유되는 표준 무선 네트워크 주파수(2.4GHz) 간섭 받기 쉬움
- 다중경로 전파지연 : 무선신호는 신호굴절 등의 사유로 인해 다른 시간대 또는 다른 경로를 통해 목적지에 도착 가능
-> 무선네트워크를 통한 데이터 전송은 유선 네트워크 보다 훨씬 상황이 좋지 않음
* CSMA/CD프로토콜은 무선네트워크에서 사용 X -> CSMA/CA프로토콜 사용
무선LAN구조
- 기본 구성단위는 BSS(Basic Service Set)
- BSS는 보통 하나 이상의 무선기기들과 하나의 AP(Access Point, 또는 Base Station)로 구성
- 무선기기들과 AP는 IEEE 802.11 무선 MAC프로토콜(CSMA/CA:Collision Avoidance)을 사용해서 서로 통신
- AP는 보통 유선(CSMA/CD)을 통해 스위치 또는 라우터에 연결되며 이를 통해 무선기기는 인터넷 이용
Ad - Hoc 네트워크
- 대표적으로 Bluetooth
- AP없이도 네트워크를 동적으로 구성
- AP가 필요없으므로 빠른 망 구성과 저렴한 비용이 장점
- 군사적인 필요성에서 시작하여 학교,병원,생산공장, 전시장, 응급사항 등 다양한 분야에서 사용
- 긴박한 상황이나 지속적인 망 연결이 필요없는 환경에서 적용 가능
IEEE 802.11 MAC
- 충돌을 회피하는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Avoidance , 충돌회피)를 사용
- 동작절차
- 데이터 전송을 위한 채널이 유휴(Idle)한지를 알아보기 위해 채널을 먼저 검사
- 채널이 DIFS(Distributed Inter Frame Space) 시간동안 채널이 유휴한 것으로 감지되면
- 호스트는 데이터 전송
- 수신호스트는 자신에게 도착한 프레임을 정확하고 완벽하게 수신하면 SIFS(Short Inter Frame Spacing)동안 기다린 후 송신자에게 확인 프레임(ACK) 전송
- 채널이 사용중(Busy)임을 감지하면
- 채널이 나중에 유휴하게 될 때까지 프레임 전송 연기
- 채널이 DIFS(Distributed Inter Frame Space) 시간동안 채널이 유휴한 것으로 감지되면
- 충돌 탐지(Collision Detection) 기능을 갖고 있지 않은 이유 (CSMA/CD 사용안하는 이유)
- 충돌을 탐지하려면 데이터 송신과 동시에 다른 호스트로부터의 데이터 수신을 할 수 있어야함. 비용이 많이 듦.
- 숨겨진 터미널 문제때문에 모든 충돌을 탐지할 수 없음
숨겨진 터미널(Hidden Terminal) 문제
- 호스트A가 프레임을 전송하고 있고 호스트B는 프레임을 AP로 전송하려 한다고 가정
- B는 A로부터 아무런 전송도 들을 수 없기에 DIFS시간 동안 기다린 후 데이터 전송
- A가 보낸 데이터와 충돌 발생
- CA(Collision Avoidance) 충돌회피
- RTS(Request To Send)제어 프레임과 CTS(Clear To Send)프레임을 사용하여 채널예약
- 송신호스트는 먼저 RTS프레임을 수신 호스트에게 전송
- RTS프레임을 수신한 수신 호스트(AP)는 송신 호스트에게 송신 허락을 하는 CTS프레임으로 응답
- RTS와 CTS프레임을 수신한 다른 모든 홋트들은 이 전송을 방해하지 않기 위해 데이터 전송을 하지 않음
- IEEE 802.11은 CSMA, CA를 허용
- RTS(Request To Send)제어 프레임과 CTS(Clear To Send)프레임을 사용하여 채널예약
