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DKU/데이터 통신 16

Routing

네트워크는 노드 집합과 노드 위에 정의된 방향성 링크 집합으로 이루어진 구조이다.각 링크에는 실수가 할당된다. 따라서 네트워크 G는 (V, E, A)로 표현된다.V는 노드들의 집합을, E는 방향성 링크들의 집합을, A는 링크에 할당된 실수의 집합을 나타낸다. 라우팅이란, 네트워크의 출발노드(source node)에서 도착 노드(destination)까지 데이터를 전달하기 위한 경로를 구성하는 과정이다. 경로 결정 위치에 따른 라우팅 방식의 분류각 노드에서 경로 결정을 수행하는 라우팅 방식중앙 노드에서 경로 결정을 수행하는 라우팅 방식시작 노드에서 경로 결정을 수행하는 라우팅 방식일부 노드의 집합에서 경로 결정을 수행하는 라우팅 방식경로 결정 시점에 따른 라우팅 방식의 분류각 패킷의 전송 시점에 경로 결정..

HDLC(High-level Data Link Protocol)

HDLC는 데이터 링크 계층에서 작동하는 프로토콜이다. 네트워크는 하나의 기본(primary) 스테이션과 여러 개의 보조(secondary) 스테이션으로 구성된다.기본 스테이션은 보조 스테이션으로 프레임을 전송할 수 있으며, 보조 스테이션도 기본 스테이션으로 프레임을 전송할 수 있다.보조 스테이션끼리는 직접 프레임을 전송할 수 없다. 기본 스테이션은 폴(Poll)을 표현하여 보조 스테이션에 프레임을 전송할 권한을 부여하며, 보조 스테이션은 파이널(Final)을 표현하여 기본 스테이션에 프레임을 전송할 권한을 부여한다. 프레임은 다음 필드로 구성된다. 헤더 부분에는 address, control, FCS가, 페이로드에는 information 필드가 들어간다.flag: 프레임의 시작과 끝을 표시address..

Flow Control

Flow란 무엇일까?플로우는 송신자로부터 수신자로 향하는 패킷들의 흐름을 의미한다. 여러 플로우가 동시에 동일한 수신자로 전달될 수 있다. 플로우를 제어함으로써 네트워크와 사용자가 과부하 상태가 되는 것을 방지하여 처리량과 응답시간의 저하를 막고, 자원을 보호할 수 있다. 또한 deadlock 상황을 피할 수 있으며, 사용자간 자원을 공정하게 분배할 수 있으며, 네트워크와 사용자의 속도를 일치시킬 수 있다.Sliding Window Control Scheme슬라이딩 윈도우 제어 방식에서 사용되는 윈도우 크기 W는 송신 노드(source node)와 수신 노드(destination node)의 협의하에 결정된다.송신 노드는 수신 노드로부터 승인(authorization)을 받지 않고도 최대 W개의 세그먼트..

Error Control 6

Performance of FEC Channel Model채널의 모델에는 다양한 종류가 존재한다. Performance anaylsis of (3, 1) Repetition Code 성능 분석을 위한 환경 가정을 먼저 해보겠다.각 전송된 기호는 독립적으로 0 또는 1일 가능성이 같고, 기호 오류 확률은 $\epsilon \in [0, 1/2]$이다.  코드 되지 않은 경우의 검출 실패 확률코드 되지 않은 경우는 데이터가 전송될 때 오류 검출 및 수정 코드 없이 전송되는 것이다.기호 오류 확률 $\epsilon$이 주어졌을 때, 전체 오류가 발생할 확률(전송된 기호가 수신될 때 원래의 값과 달라지는 경우)은 다음과 같다. P(A) = 0 (정상적인 경우)와 P(B) = $\epsilon$(오류가 발생한 경..

Error Control 5

FEC 이어서(7, 4) Hamming CodeEncoding인코더로의 input word는 $U = (U_1, U_2, U_3, U_4)$이며, 모든 $i \in \left\{1,2,3,4\right\}$에 대해 $U_i \in \left\{0,1\right\}$이다.인코더에서 생성된 output word는 $X = (X_1, ..., X_7)$이며, 모든 $j \in \left\{1,2,...,7\right\}$에 대해 $X_j \in \left\{0,1\right\}$이다. 인코딩 규칙과 그에 따른 코드워드는 아래와 같다. Encoding: 생성행렬(7, 4) 해밍코드의 생성 행렬(Generator matrix) G는 4×7 행렬로 표현된다. 생성행렬을 통한 인코딩은 $X = UG$로 생성된다. 첫..

ARQ for Deep Space Communications 과제 분석

과제의 내용은 ARQ 심층 우주 통신 중 갈릴레오 우주선의 목성 탐사 임무에 대한 내용이였다.목성을 탐사한 시스템이 지구로 사진을 보내기 위해 Stop and Wait ARQ를 사용했을 때의 성능을 분석하는 것이다. 1. Let $N_P$ denote the length of the packet(the number of binary digits that comprise a packet), calculate $N_P$. 먼저 사진 한 장의 bit를 계산해 보면, 100(lines)×100(pixels)×10(bits) = 100000 bits 이다.여기서 한 장의 사진은 100개의 패킷들로 이루어져 있으므로, 100000bits / 100packets = 1000 bits가 된다.$N_P$ = 1000 b..

Error Control 4

Forward  Error Correction, FEC (전진 오류 수정)FEC는 송신자가 패킷에 특수 기능을 추가하여 수신자가 수신된 패킷의 오류를 수정할 수 있도록 한다. 송신기의 인코딩송신기가 수신기로 전송할 이진 기호 스트림이 있다고 가정한다. 이진 기호 스트림은 길이 k인 기호 블록으로 분할된다. 이러한 기호 블록은 인코더에 입력하는 input word라고 하며, $U = (U_1, ..., U_k)$로 표시된다. 여기서 모든 $i \in \left\{1, ..., k\right\}$에 대해 $U_i \in \left\{1, 0\right\}$ 이다. input word는 $\left\{0, 1\right\}^k$ 집합에서 $2^k$개의 값 중 하나를 가질 수 있다. 인코더는 길이 k인 inpu..

Error Control 3

Selective Repeat ARQ큐에 패킷이 있고 전송할 준비가 되었다면, 맨 앞에 있는 패킷을 전송한다. 그리고 이 패킷에 대한 ACK timer를 시작한다.큐에서 아직 전송된 적이 없는 후속 패킷들도 전송하는데, 각 패킷에 대한 ACK timer를 시작한다.타임아웃 기간 내에 ACK을 수신했는지 확인한다. ACK을 수신한 경우, 인증된 패킷을 큐에서 제거하고, 후속 패킷들을 전송하며 ACK 타이머 또한 작동시킨다. 만약 ACK을 수신하지 못한 경우, 큐에서 ACK을 받지 못한 패킷을 재전송하며 이 패킷에 대한 ACK timer를 다시 시작한다. 이후에 후속 패킷들을 전송하며 ACK 타이머 또한 작동시킨다. Stop and Wait ARQ나, Go and Back ARQ 같은 경우에는 타이머를 하나..

Error Control 2

전 글에서는 Stop and Wait ARQ에 대해서 배웠다.이번 글에서는 Go Back N ARQ에 대해 알아볼 것이다.Go Back N ARQ먼저 Go Back N ARQ 에서 송신자와 수신자가 어떻게 작동하는지 알아보자.대기열의 맨 앞에 패킷이 있고, 전송할 준비가 되었다면 해당 패킷을 전송한다.ACK timer를 시작하고 대기열의 후속 패킷을 전송한다. 전송되었지만 아직 확인되지 않은 패킷 수가 N을 초과하지 않는 한 계속 전송이 가능하다.타임 아웃 기간 내에 ACK를 수신했는지 확인한다. 수신했다면, 대기열의 맨 앞에 있는 패킷을 제거하고, 새로운 대기열의 맨 앞 패킷에 대한 ACK 타이머를 갱신한다. 이때도 역시 대기열의 후속 패킷을 전송하되, 전송되었지만 아직 확인되지 않은 패킷 수가 N을 ..

Error Control

수신자가 받은 패킷이 송신자가 보낸 패킷과 다를 때, 해당 패킷에서 오류가 발생했다고 얘기한다.이러한 오류는 잡음과 간섭에 의해 발생할 수 있다. 오류의 주요 원인들로는,전자들의 무작위 운동자연 현상: 번개, 태양 흑점 등인간 활동: 전기 점화 시스템, 모터 및 스위칭 시스템 등기호 간 간섭(Inter-symbol interference): 인접한 신호가 서로 영향을 미치는 현상혼선(Crosstalk): 신호 간의 전자기적 결합에 의해 발생하는 현상에코: 부적절하게 끝난 회로에서 먼 쪽으로부터 전자기 에너지가 반사되는 현상등이 존재한다. 오류를 제어하는 방식은 두 가지로 분류된다.closed-loop error control scheme(폐쇄 루프 오류 제어 방식): automatic repeat req..

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