데이터 링크 계층은 선 하나로 이어진 두 노드가 비트 묶음(프레임)을 주고받게 해 주는 층이다. 가장 단순한 네트워크인 점대점 연결에서 할 일이 여기서 모두 나온다. 비트를 신호로 바꿔 보내고, 비트를 묶음으로 끊어 경계를 알리고, 깨진 묶음을 찾아 복구해야 한다. 선 하나만 책임지므로, 여러 링크를 건너는 경로는 윗층이 맡는다.
예시로 보기
케이블 하나로 PC 두 대를 잇는다. PC A가 “HELLO”를 보내려면 세 가지가 필요하다.
- 0과 1을 선 위의 전압이나 빛으로 바꾼다. 받는 쪽은 신호를 다시 0과 1로 읽는다.
- 이어진 비트 흐름에서 “여기부터 여기까지가 한 묶음”이라고 표시한다. 그래야 받는 쪽이 메시지의 시작과 끝을 안다.
- 잡음으로 비트가 뒤집혔는지 확인하고, 틀렸으면 다시 받는다.
이 장면에서 PC가 노드, 케이블이 링크, 한 묶음이 프레임이다.
정의
OSI 7계층의 1·2계층은 하나의 링크로 연결된 노드 사이의 비트 묶음(프레임) 교환을 담당한다. 하나의 링크로 연결된 두 노드는 점대점 연결 네트워크를 이룬다. 가장 간단한 네트워크이고, 더 큰 네트워크를 쌓는 기본 벽돌이다.
점대점 연결에서 통신의 실체는 다음 세 가지다.
- 비트 교환: 신호 인코딩과 디지털 전송. 비트를 신호로 바꿔 보낸다.
- 비트 묶음 교환: 프레이밍. 비트를 프레임으로 끊고 경계를 알린다.
- 오류 검출과 복구: 깨진 프레임을 찾아내고 되살린다.
그럼 노드와 링크는 실제로 무엇일까? 답은 노드와 점대점 링크의 “링크의 실체”에 있다.
“프레임”의 두 뜻. 시분할 다중화에서 프레임은 모든 입력이 칸을 한 번씩 쓰는 한 바퀴다. 여기서 프레임은 링크 하나로 보내는 비트 묶음이다. 같은 단어가 두 뜻으로 쓰인다.
| 시분할 다중화의 프레임 | 데이터 링크 계층의 프레임 | |
|---|---|---|
| 무엇 | 입력 \(N\)개의 칸이 한 번씩 도는 주기 | 한 노드가 이웃 노드로 보내는 비트 묶음 |
| 주인 | 여러 입력이 나눠 가짐 | 보내는 노드 하나 |
| 경계 표시 | 동기(시간 위치) | 프레이밍 규칙(시작·끝 표시)1 |
연결
확인 문제
C1 점대점 연결에서 통신의 실체 세 가지를 쓰고, 데이터 링크 계층이 누구와 누구 사이에서 무엇을 교환하는지 쓰라.
답: 비트 교환(신호 인코딩, 디지털 전송), 비트 묶음 교환(프레이밍), 오류 검출과 복구. 데이터 링크 계층은 하나의 링크로 연결된 노드 사이에서 비트 묶음(프레임)을 교환한다.
C2 “프레임”이 (a) 시분할 다중화 문서와 (b) 데이터 링크 계층 문서에서 각각 무엇을 뜻하는지 쓰고, 둘을 가르는 기준 하나를 들어라.
답: (a) 입력 \(N\)개가 칸을 한 번씩 쓰는 한 바퀴(주기). (b) 한 노드가 링크 하나로 이웃 노드에 보내는 비트 묶음. 기준: (a)는 여러 입력이 나눠 갖는 시간 구조이고, (b)는 보내는 노드 하나의 데이터 단위다.
흔한 오답: 둘 다 “비트 묶음”이라 같은 것으로 보는 것. 시분할 프레임 안에는 여러 입력의 데이터가 섞여 있다.
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Peterson & Davie, Computer Networks: A Systems Approach, 2.3절(Framing)의 내용이다. ↩