Stop and Wait ARQ란?
Stop and Wait ARQ(Automatic Repeat reQuest)는 데이터 통신에서 가장 기본적인 오류 제어 기법 중 하나입니다. 이 기법은 데이터 전송 과정에서 수신자가 보낸 데이터를 제대로 받았는지 확인하고, 오류가 발생하면 해당 데이터를 재전송하는 방식으로 작동합니다. 이름에서 알 수 있듯이, 송신자는 각 데이터 프레임을 전송한 후 수신자의 확인 응답(Acknowledgment, ACK)을 받을 때까지 기다립니다. 이 확인 응답을 받은 후에야 다음 데이터 프레임을 전송합니다. 이러한 방식은 데이터의 무결성을 보장하는 데 효과적이지만, 전송 대기 시간이 증가하므로 효율성 측면에서 제한이 있을 수 있습니다.
Stop and Wait ARQ의 작동 원리
Stop and Wait ARQ의 작동 원리는 매우 단순합니다. 송신자는 데이터를 전송한 후 수신자의 확인 응답을 기다립니다. 수신자는 데이터를 받으면 오류 검사를 수행하고, 오류가 없을 경우 확인 응답을 송신자에게 전송합니다. 만약 송신자가 일정 시간 내에 확인 응답을 받지 못하면 데이터가 손실되었다고 판단하고 해당 데이터를 다시 전송합니다. 이 과정은 데이터가 성공적으로 수신될 때까지 반복됩니다. 이러한 방식은 데이터 전송의 신뢰성을 높이지만, 네트워크의 대역폭을 완전히 활용하지 못하는 단점이 있습니다.
송신자의 역할
송신자는 데이터를 전송하고, 수신자로부터의 확인 응답을 대기합니다. 만약 일정 시간 내에 확인 응답을 받지 못하면 타임아웃이 발생하고, 송신자는 해당 데이터를 다시 전송합니다. 이를 통해 데이터가 올바르게 수신될 때까지 전송을 반복합니다. 송신자는 각 데이터 프레임에 순차 번호를 부여하여 데이터 순서를 추적합니다.
수신자의 역할
수신자는 데이터를 수신한 후 오류 검사를 실시합니다. 오류가 없으면 송신자에게 확인 응답을 보내고, 오류가 있거나 손실된 경우에는 응답을 보내지 않습니다. 수신자는 순차 번호를 기반으로 데이터의 순서를 확인하며, 중복된 데이터가 수신된 경우 이를 무시하고 다음 데이터를 기다립니다.
Stop and Wait ARQ의 장단점
Stop and Wait ARQ의 가장 큰 장점은 구현이 간단하고 데이터 전송의 신뢰성을 보장한다는 점입니다. 데이터 전송 후 확인 응답을 기다리는 방식으로 작동하기 때문에 데이터가 손실되거나 오류가 발생하더라도 문제가 발생한 데이터만 재전송하여 정확성을 유지합니다. 그러나 이 방식은 효율성이 떨어지는 단점이 있습니다. 전송 대기 시간이 길어질 수 있으며, 특히 네트워크 대역폭이 넓고 전송 거리가 긴 환경에서는 더욱 두드러집니다. 이러한 경우 데이터 전송의 속도가 느려질 수 있습니다.
Stop and Wait ARQ의 활용 사례
Stop and Wait ARQ는 주로 간단한 데이터 통신 환경에서 사용됩니다. 소규모 네트워크나 데이터 전송의 신뢰성이 특히 중요한 경우에 적합합니다. 예를 들어, 파일 전송 프로토콜에서 파일의 무결성을 보장하기 위해 사용될 수 있습니다. 또한, 네트워크 환경이 비교적 안정적이고 오류 발생 가능성이 낮은 경우에는 이 기법이 효과적일 수 있습니다. 하지만 대규모 네트워크나 고속 데이터 전송이 요구되는 환경에서는 다른 오류 제어 기법을 고려하는 것이 바람직합니다.
Stop and Wait ARQ의 개선점
Stop and Wait ARQ의 효율성을 높이기 위해 여러 개선 기법이 제안되었습니다. 그 중 하나는 Sliding Window 기법으로, 이 기법은 여러 프레임을 한 번에 전송하고 수신자가 수신한 프레임들을 일괄적으로 확인하는 방식입니다. 이를 통해 대기 시간을 줄이고 네트워크 대역폭을 보다 효율적으로 활용할 수 있습니다. 또 다른 방법으로는 Selective Repeat 기법이 있으며, 이는 오류가 발생한 특정 프레임만을 재전송하는 방식으로, 전체 데이터의 재전송을 방지하여 효율성을 향상시킵니다.
Stop and Wait ARQ의 미래
Stop and Wait ARQ는 기본적인 오류 제어 기법으로, 그 자체로는 단순하지만 다른 기법의 발전에 중요한 역할을 했습니다. 향후 네트워크 환경의 변화와 요구사항에 따라 Stop and Wait ARQ를 기반으로 한 다양한 변형과 개선 기법이 계속 연구되고 발전될 것입니다. 특히, 사물인터넷(IoT)이나 5G 네트워크와 같이 데이터 전송의 신뢰성과 효율성이 모두 중요한 분야에서 Stop and Wait ARQ의 변형 기법들이 유용하게 활용될 수 있을 것입니다.
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