19. 에러 제어(Error Control)

19. 에러 제어(Error Control)

1. 에러 제어 개요

• 네트워크를 사용해서 데이터를 송신하다 보면 에러(Eror) 가 발생함.
• 에러의 종류
  • 송신과 수신을 하는 프로그램의 에러
  • 네트워크 케이블 절다
  • 무선으로 전송할 때의 신호 감쇠
  • 잡음 등
• 에러가 발생하면 우선 에러가 발생했는지 탐지(Detection) 해야 하고, 그 다음 에러를 수정해야 함.
  • 탐지
    • 수신자가 제대로 수신 받고 있는지 송신자에게 알려줘야 함.
• 수신 받은 데이터에 에러가 없는지는 송신자와 수신자 간의 일정한 약속으로 확인해야 함.
  • 수신 받은 데이터에 에러가 없는지 확인하는 것을 FEC(Forward Error Correction) 이라 함.
  • 수신자가 데이터를 수신 받지 못하면 재전송해야 하는데, 이것을 BEC(Backward Error Correction) 라고 함.

 

2. FEC(Forward Error Control)

• 오류 검출 및 정정 코드

오류 검출 코드	상세 기능
해밍코드(Hamming Code)	오류 발견 및 교정이 가능한 코드 1비트의 에러 검출 및 교정
CRC 코드(Cyclic Redundancy Check Code)	데이터 통신에서 전송 중에 오류가 발생하는 것을 확인하기 위해 덧붙이는 코드
패리티 비트(Parity Bit)	하나의 비트로 코드의 에러를 검출하는 것 데이터 내의 Set(1) 비트 수를 체크하여 짝수와 홀수에 따라 코드를 그대로 두거나 1비트를 추가하여 에러를 검출 홀수 패리티(Odd Parity) : 비트 수가 홀수 개인 경우 짝수 패리티(Even Parity) : 비트 수가 짝수 개인 경우

• FEC 기법 중에서 가장 간단한 방법
  • 1의 개수가 짝수인지 홀수인지 확인해서 에러 여부를 확인하는 패리티 검사(Parity Check)
  • 특정 합계를 계산하여 합계가 맞는지 확인하는 블록 합계 검사(Block Sum Check)
• 에러 발생 시 수정까지 할 수 있는 기법
  • 해밍 코드(Hamming Code) 방법
• 실제 많이 사용되는 방법
  • CRC 기법
    • Check Sum 비트를 전송하여 Check Sum 비트로 수신자가 연산하여 에러 여부를 확인하는 것
    • 무선 LAN과 이더넷(Ethernet) 프레임에서 사용함.

 

3. FEC(Forward Error Correction)와 BEC(Backward Error Correction)

• FEC(Forward Error Correction)
  • 송신 측이 특정한 정보 비트를 함께 전송하여 수신 측에서 이 정보 비트로 에러 발생 시 수정하는 방식
    • 수신 측이 에러 처리
  • 데이터 전송 과정에서 발생한 오류를 검사하여, 오류를 재전송 요구 없이 수정
  • 재전송 요구가 없어 역 채널이 필요 없고, 연속적인 데이터 전송이 가능함.
  • 오류 검출 및 수정을 위한 잉여 비트들이 추가로 전송되므로 전송 효율 감소
  • 해밍 코드와 상승 코드 방식이 있음.
• BEC(Backward Error Correction)
  • 수신 측이 에러 검출 후, 송신 측에게 에러가 발생한 데이터 블록을 다시 전송 요청하는 방식
    • 송신 측이 에러 처리
    • ARQ : Auto Repeat reQuest
  • 패리티 검사, CRC 등 CheckSum 을 이요하여 오류 검출 후, 오류 제어는 ARQ 가 처리
  • Stop-and-Wait, Go-Back-N, Selective-repeat ARQ, Adaptive ARQ 가 있음.

 

4. BEC(Backward Error Control)

(1) BEC 기법

• Go back N 방식
  • 수신자가 데이터를 수신 받지 못할 경우, 마지막으로 수신 받은 데이터 이후의 모든 데이터를 재전송하는 방법
  • TCP 프로토콜 에서 사용하는 방법
• Selective Repeat 방식
  • 수신자가 수신 받은 데이터 중에서 중간에 빠져 있는 것만 재전송하는 방식으로 에러를 처리하는 것

BEC 기법의 종류

 

(2) BEC 기법의 특징

기법	Stop-and-Wait	Go-Back-N	Selective Repeat
재전송 요청 방법	에러 발생 즉시 재전송	오류 발생 또는 잃어버린 프레임 이후의 모든 프레임을 재 요청하거나 타임아웃으로 자동 재송신 됨.	오류 발생 또는 잃어버린 프레임에 대해서만 재 요청 또는 타임아웃으로 인한 자동 재송신
수신 방법	순차적으로 수신	프레임의 송신 순서와 수신 순서가 동일해야 수신	순서와 상관없이 윈도우 크기만큼의 범위 내에서 자유롭게 수신
장단점	가장 단순한 구현 신뢰성 있는 전송 대기 시간 존재로 전송 효율 저하	간단한 구현 적은 수신 측 버퍼 사용량	구현이 복잡 버퍼 사용량이 큼 보다 적은 재전송 대역폭

 

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내용 출처 : 이기적 네트워크관리사 1·2급 필기 (임호진, 황성하 공저, 영진닷컴)