HDLC (High-Level Data Link Control)
1. 개념
HDLC는 데이터 링크 계층에서 데이터를 안정적으로 전송하기 위해 사용되는 프레임 기반 통신 프로토콜입니다. 주로 점대점(Point-to-Point) 및 다중 접속(Multipoint) 환경에서 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다. ISO(International Organization for Standardization)에서 표준화하였으며, 오류 검출, 흐름 제어, 동기화 기능을 제공합니다.
2. 등장배경 & 목적
등장배경
- 1960년대 데이터 통신의 발전과 네트워크 복잡성 증가로 인해 신뢰성 있고 표준화된 프로토콜이 필요했습니다.
- IBM에서 개발한 SDLC(Synchronous Data Link Control)를 기반으로 국제 표준으로 확장한 것이 HDLC입니다.
목적
- 다양한 데이터 전송 환경에서 오류 없이 안정적인 데이터 전송 제공.
- 데이터 전송을 위한 표준화된 프레임 구조 제공.
- 다중 접속 및 다양한 장비 간 호환성 확보.
3. 역할
- 데이터 전송 제어: 송수신 간의 데이터 전송을 관리.
- 오류 검출: 데이터 전송 중 발생할 수 있는 오류를 검출(CRC 방식 사용).
- 흐름 제어: 데이터 전송 속도를 조절하여 송신자가 과도한 데이터를 보내는 것을 방지.
- 동기화: 프레임의 시작과 끝을 식별하여 데이터가 정확히 전송되도록 보장.
4. 활용 계층 또는 범위
- 데이터 링크 계층: OSI 7계층 중 2계층에서 사용.
- 점대점 및 다중 접속 네트워크: WAN 환경에서 주로 사용되며, LAN에서는 특정 상황에서 활용.
- 동기식 통신: 동기식 방식에서 데이터를 프레임 단위로 전송.
5. 구성요소
HDLC는 데이터를 프레임으로 나누어 전송하며, 프레임은 다음과 같은 주요 구성요소로 이루어집니다.
프레임 구조
-
플래그(Flag):
- 프레임의 시작과 끝을 나타내는 특정 비트 패턴(01111110).
- 전송 중 데이터와 플래그를 구분하기 위해 비트 스터핑(Bit Stuffing) 사용.
-
주소(Address):
- 데이터를 송수신할 장치의 주소를 지정.
-
제어(Control):
- 프레임의 유형(정보, 유효성 확인, 제어)을 정의.
- 송수신 간 통신 제어 및 흐름 관리를 수행.
-
데이터(Data):
- 실제 전송하려는 데이터(최대 4KB).
-
FCS(Frame Check Sequence):
- 오류 검출을 위한 정보(CRC 방식).
6. 시간순 작동 순서
- 연결 설정: 송신자와 수신자 간 통신 연결을 설정.
- 데이터 프레임 생성: 송신자가 데이터를 HDLC 프레임 구조로 변환.
- 데이터 전송: 송신자가 프레임을 전송하고, 수신자는 이를 수신.
- 오류 검출: 수신자가 FCS를 통해 데이터 무결성을 검증.
- 오류 발생 시 송신자에게 재전송 요청.
- 연결 해제: 데이터 전송이 완료되면 통신을 종료.
7. 종류
운영 모드
-
Normal Response Mode(NRM)
- 주(master) 장치가 통신을 제어하고, 종(slave) 장치가 응답.
- 단방향 통신이 주를 이루며, 메인프레임 환경에 적합.
-
Asynchronous Balanced Mode(ABM)
- 주와 종의 구분 없이 양방향 통신 가능.
- 현재 대부분의 HDLC 통신에서 사용.
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Asynchronous Response Mode(ARM)
- 비동기 방식으로 통신하며, 주 장치의 제어를 받지만 독립적으로 전송 가능.
8. 장단점
장점
- 표준화된 프레임 구조: 모든 데이터 전송을 일정한 형식으로 처리.
- 신뢰성: 오류 검출과 흐름 제어를 통해 안정적 전송 보장.
- 다양한 환경 지원: 점대점, 다중 접속, 동기식 통신 등에서 활용 가능.
- 유연성: 다양한 네트워크 구조와 프로토콜에서 사용 가능.
단점
- 복잡성: 프레임 처리와 비트 스터핑 등 구현이 복잡.
- 오버헤드: 오류 검출 및 제어 정보로 인해 전송 효율이 감소할 수 있음.
- 속도 한계: 고속 데이터 전송에서는 다른 프로토콜보다 성능이 낮을 수 있음.
9. 전망 & 개선점
전망
- HDLC는 여전히 WAN 환경에서 사용되고 있으며, 특히 전통적인 데이터 통신 장치에서 주요 프로토콜로 자리 잡고 있습니다.
- IoT와 같은 소규모 데이터 전송에서도 적용 가능성이 높습니다.
개선점
- 효율 향상: 고속 네트워크 환경에 적합하도록 프레임 구조 단순화.
- 오류 복구: 더 빠르고 효율적인 오류 복구 메커니즘 도입.
- 보안 기능 추가: 데이터 보안을 강화하기 위한 암호화 기능 포함.
10. 쉽게 요약
HDLC는 데이터 전송 시 오류를 검출하고 흐름을 제어하는 데이터 링크 계층 프로토콜입니다. 데이터는 일정한 프레임 형식으로 전송되며, 오류 검출(FCS), 시작/종료 표시(플래그) 등의 기능을 포함합니다. 점대점과 다중 접속 환경에서 모두 사용 가능하며, 안정적이고 신뢰성 있는 데이터 전송을 보장합니다.
