X.25란 ?
X.25이란 일반적으로 LAN과 LAN상에서 쓰이는 것으로 다시 말하면, WAN상에서 널리 쓰이고 있는 프로토콜이다.
LAN상에서는 일반적으로 TCP/IP를 비롯하여 IPX, AppleTalk등의 많은 프로토콜이 있지만, WAN상에서는 일반적인 X.25와 요사이 각광을 받고 있는 FrameRelay 등이 있다.
원거리통신망 즉 WAN상에서는 패킷교환망과 회선교환망으로 구분되며, X.25는 호스트시스템 혹은 LAN과 패킷표환망 간의 인터페이스를 제공한다. 여기서 X.25 프로토콜에 대한 이야기에 앞서 WAN상에서의 전송방식과 교환방식에 대한 이해를 하고자 한다. 그것은 또한 X.25의 가장 중요한 부분이기도 하다.
X.25의 구성
X.25프로토콜은 DCE와 DTE간의 상호 접속에 대해서만 규정하며, DCE간의 네트워크 내부접속에 대한 사항은 규정하지 않는다. 즉, X.25는 DCE와 DTE간의 통신절차를 규정한 계층화된 프로토콜이다. 다음의 그림은 X.25의 인터페이스가 통신망에서 어느 부분을 규정하고 있는 가를 보여주고 있다.
그러면 구체적으로 이러한 X.25의 구조와 구성에 대해서 알아보자. X.25는 3계층의 프로토콜로 구성되며, 그것은 각각 물리계층, 링크계층, 패킷 계층이다. 각각의 계층의 개략적인 기능은 다음과 같다.
· 물리계층 : 단말기나 패켓교환기나 전송 장비 간의 물리적 접속에 관한 것으로, X.21을 사용하며, X.21은 DTE와 데이터 망에 적합하도록 만들어진 DCE간의 인터페이스를 정의하고 있다.
· 프레임계층 : 단말기와 패켓교환기 간의 원할한 데이터 전송을 위한 데이터 링크의 제어기능 수행하며, HDLC프로토콜의 ABM모드를 사용하며, 일반적으로 LAPB라고 알려져 있다.
· 패켓계층 : OSI모델의 네트워크 계층에 해당되며, DTE와 DCE간의 가상회선(Virtual Circuit)제공을 제공하고, 트랜스포트 계층 데이터의 안정된 전송을 지원한다.
다음의 그림은 X.25에서의 계층구조를 보여주며, X.25의 계층구조와 X.25인터페이스간의 관계를 보여준다.
그렇다면, 이러한 계층간의 관계는 어떠한가 살펴보자 물리계층은 OSI 7 Layer의 물리계층과 같은 개념으로 생각하면 되며, 여기서는 프레임계층과 패켓계층의 관계에 대해서 언급하겠다.
프레임 계층의 모든 정보 프레임은 자신의 정보영역에 패켓을 포함하고 있으며, 패켓들은 데이터 링크상에서 논리채널에 의해 다중화 된다. 또한 프레임 계층의 프로토콜이 에러의 검출 및 회복기능을 수행하므로 데이터 링크를 통해 전송되는 패켓은 에러 없이 단말기간에 전달된다. 다음의 그림은 프레임 계층과 패켓계층 간의 관계를 보여주고 있다.
사용자 데이터가 X.25의 3계층으로 내려가면 그 데이터에 제어정보를 담은 헤더를 부착하여 패켓을 만든다. 이 제어정보를 담음 패켓은 LAP_B 엔티티로 내려가서 패킷의 앞, 뒤로 제어정보가 덧붙여져 LAP_B 프레임이 된다. 이 프레임의 정보는 LAP_B 프로토콜의 동작에 사용된다.
장점
첫째, 가장 먼저 들 수 있는 것은, 우수한 호환성이다. 국제표준으로 자리잡은 지 오래고 역사 또한 오래기 때문에 현재 거의 모든 프로토콜을 지원하고 이식성이 강하다.
① 국제 표준 X.25프로토콜 채택
② 비표준 프로토콜인 SNA / SDLC 도 수용
③ 프로토콜 변환기능과 자동속도 변환기능
둘째, X.25는 3계층을 지원하므로(요즘 각광 받고 있는 FrameRelay는 2계층) 에러체크 기능이 강력하다. 따라서 고신뢰성을 보장받을 수 있다.
셋째, 패켓교환방식은 패켓단위로 그 때의 상황에 맞는 통신경로를 찾아 전송함으로써 장애가 발생 하더라도 정상적인 통신경로를 선택하여 우회전송이 가능하다.
넷째, 디지털 전송을 기본으로 하므로 전송품질이 우수하고, 패켓전송시 전송에러 검사를 통해 에러 발생시 재전송 수행한다.
다섯째, 고효율방식이다.
① 하나의 물리적 회선에 다수의 논리채널 할당 (1 : N)
② 서로 다른 지역의 데이터를 하나의 고속 회선으로 수용가능
③ 경제적인 네트워크 구성가능
단점
패켓을 일단 기억장치에 축적하고, 수신처에 따라 적당한 경로를 선택해 전송하는 축적교환방식이므로, 전송을 위해 다소의 처리지연 발생할 수 있다.
이러한 연유로 요사이 FrameRelay가 각광을 받고 있는 것 같다.
앞서 잠깐 언급하였지만, FrameRelay는 2계층 프로토콜로서 에러체크기능이 상대적으로 적기 때문에 전송속도가 빠르다고 할 수 있다.
단 여기서는 회선의 안정성이 선결 조건이라 할 수 있다. FrameRelay에 대해서는 다음 Part에서 구체적으로 언급하므로, 여기서는 배제하겠다.
Frame Relay
80년대까지 멀리 떨어져 있는 개별 LAN을 연결하는 WAN은 공중망인 X.25망이나 점대점(Point-to-Point)방식의 전용선이었다. 전용선은 성능이 뛰어난 반면 사용하는데 막대한 비용을 지불해야 하고
X.25는 가격이 저렴한 반면 최소 수 Mbps급인 LAN을 지원하기에는 역부족이라는 단점을 갖고 있다. 그 대안으로 등장한 것이 프레임 릴레이다. 90년대초 등장한 프레임릴레이는 전용선을 구축하기 어려운 기업들이 쉽게 구축할수 있는 WAN으로 각광받기 시작했다.
패킷 교환의 X.25 프로토콜이 데이터의 확실한 전달을 위해 순서제어, 흐름제어, 에러복구등 프로토콜 처리절차를 수행하는데 비해 프레임 릴레이 서비스는 프로토콜 처리를 간략화하여 단순히 데이터프레임들의 중계(Relay)기능과 다중화(Multiplex)기능만을 수행 하므로써 데이터 처리속도의 향상 및 전송지연을 감소시켜서 고속의 데이터 전송을 실현한 서비스이다.
등장 배경
(1) 보다 높은 속도에 대한 요구
: Graphic 전송이나 LAN과 client/Server환경등 대량의
폭발성(Bursty) 데이터 전송이 필요하게 되었다.
- 에러복구 기능을 제한하여 프로토콜의 간소화
(X.25의 최대속도인 64Kbps보다 3배정도 빠른 2Mbps의 속도를 보유)
(2) 네트웍 기기의 지능화
: PC/Workstation/X-Window등의 사용자기기가 망에서 축소된
기능(Layer2의 일부와 Layer3의 전기능)을 수행함으로써 망의
정보전송 지연요소를 감소시킨다.
- 흐름제어등을 제한
(3) 무결성 Digital 회선환경
: 광케이블등의 새로운 전송환경에 의해서 에러정정 및 복구기능
이 불필요하게 되어 데이터의 빠른 전송을 기할수 있다.
프레임 릴레이의 특징
(1) 호접속위주의 프로토콜
① Network
- 프레임의 다중화 및 역다중화
- 프레임의 전송에러 검출
② User System
- End to End 처리 절차
- 데이터 흐름 제어(Flow Control)
- 데이터 재전송(Retransmission)
- 높은 선로품질 요구 (디지털 전송로나 광전송로)
③ 접속방법
- PVC 접속(Permanent Virtual Circuit)
- F/R PVC는 물리적 계층이 동작하면 자동적으로 연결된다.
(2) 프레임 다중화 기능
: 프레임다중화링크(DLCI)에 의해 물리적인 회선에 여러개의
논리적인 통신로 설정
① DLCI(Data Link Connection Identifier)
- 하나의 물리적인 회선의 Data Stream에서 논리적인 링크를
식별하기 위해 사용
- DLCI는 10 bit로 구성되며 최대 254개 까지 할당 가능
② CIR(Committed Infomation Rate): 최저보장속도
- Frame Relay망이 정상적인 상태일때에 보증하는 정보의
전송속도
- 망과 단말이 각 PVC마다 설정한다.
: DLCI단위로 CIR을 사용하며 망폭주가 발생하면 CIR을
초과하는 트래픽은 폐기
- 통상적으로 프레임 릴레이 단말기는 CIR을 초과하는 속도
(보통 Interface 속도의 80% 정도)로 데이터를 전송 동시에
여러개의 단말기들과 통신이 가능하며 경제적인 통신망을 구축
(3) 데이터의 순간적인 대량전송에 적합
: 프레임릴레이 서비스는 Layer 2의 Core 부분만 규정
기업의 독자적인 네트워크 아키텍처나 TCP/IP, LAN프로토콜등
이용자 고유 프로토콜을 그대로 사용 가능 프로토콜 처리의
간략화에 따른 고속의 데이터 전송이 가능 밴드쪽 통합으로 회선의
이용률이 적은(5~20%) 단말기간 대량의 데이터가 간혈적으로
발생하는 데이터통신 환경에 적합
LAN to LAN통신, PC to PC, PC to Host File 전송 CAD, CAM
또는 화상통신, 금융자료 전송등 대규모 메세지 처리 지역 분산형
시스템의 Backbone Network 구축등
(4) 프레임 릴레이의 장점
① 가끔씩 단시간에 많은 데이터를 처리하는데 유용하다.
② 공중망의 백본을 공유함으로써 용량 업그레이드가 용이하다.
③ 손쉽게 접속지역을 추가하고 삭제할 수 있다.
④ 라우터와 스위치 내의 프로세싱이 단순하다.
⑤ 저렴한 비용으로 고속 전송이 가능하다.
(5) 프레임 릴레이의 단점
① 지속적으로 많은 Data를 처리하는 곳이나 장시간 계속되는
통신에는 적절하지 못하다.
② 양단에는 라우터, IBM FEP, 웍스테이션 등 고지능 단말기가
설치되어야 한다.
③ 전송로(가입자 선로 및 트렁크)의 고품질이 요구된다.
④ 대량의 트래픽이 동시에 전송될 때 표준화된 폭주제어 관리가
없어, 프레임이 손실될 위험성이 있다.
⑤ PVC 형태의 서비스만 제공되고, SVC 서비스는 현재 제공이
되지 않는다.
프레임릴레이 구성도
X.25와 프레임릴레이 비교
|
구분 |
프레임릴레이 |
X.25 |
|
등장시기 |
1988년경 |
1976년경 |
|
적용분야 |
LAN간 접속 |
터미널-호스트접속 |
|
사용 케이블 |
디지털 또는 광 |
아날로그 또는 디지털 |
|
속도 |
56Kbps ~ 1.544Mbps |
9.6Kbps ~ 56Kbps |
|
가상회로지점 |
영구가상회로(PVC) |
영구또는 스위치드가상회로(SVC) |
|
프로토콜계층 |
물리계층(1), |
물리계층(1), |
|
에러수정및 재전송 |
재전송 |
수정 |
프레임 릴레이는 X.25와 같이 사용자장비 (DTE)와 망장비 (DCE)간의 인터페이스를 통한 패킷교환방식의 서비스를 제공함으로 인해 X.25와 유사한 프로토콜로 인식될 수 있으나, 그 기능과 형식에 있어 상당히 다른 면을 가지고 있다.
우선, 프레임 릴레이는 가상회선서비스를 지원함에 있어 통계적 다중화 (Statistical Multiplexing) 기능을 제공하고 있는데, 이를 통해 고정된 대역폭을 갖는 X.25에 비해 유연하고 효율적인 대역폭의 사용을 지원한다.
또한, 망의 성능을 높이기 위해 에러제어 기능을 단순화 시켰는데, 이는 통신기술의 발달로 인해 망의 신뢰도가 현저히 높아졌고 이러한 신뢰성이 있는 망구조하에서의 에러제어는 망의 성능을 저하시키는 요인으로 작용하고 있기 때문이다. 물론, CRC와 같은 에러를 검출하기 위한 기능은 가지고 있으나, 에러발생시 이를 위한 재전송과 같은 절차를 수행하지 않고 이를 위한 처리는 상위 프로토콜에 일임을 시킨다.
X. 25와 비교하여 프레임 릴레이의 또한가지 특징은 흐름제어기능을 단순화시킨 것으로서, 대부분의 상위계층 프로토콜은 그 자신의 흐름제어 기능을 가지고 있으므로 데이타 링크계층에서 흐름제어 기능을 갖는 것은 그 만큼의 중복성이 있기 때문이다. 대신에 네트워크의 자원이 적체상태에 있는 것을 사용자에게 알려주는 아주 간단한 기능만을 제공하고 있다.
프레임 릴레이와 X.25의 구조적인 차이는 OSI 참조모형으로 설명될 수 있다. X.25는 OSI 참조모형의 1에서 3계층까지를 담당하고 있는데 반해 프레임 릴레이는 1,2계층만을 담당하고 있다. 이는 각 노드에서 처리할 양이 적으므로 망의 성능을 향상시킬 수 있는 요인으로 작용하고 있다.