Stop and Wait ARQ 총정리

Stop and Wait ARQ, 가장 기본적인 오류 제어 기법 중 하나로, 송신자가 한 번에 하나의 프레임(frame)만 전송하고, 수신자로부터 확인 응답(ACK)을 받을 때까지 기다리는 방식입니다. 즉, 송신자는 다음 프레임을 보내기 전에 반드시 이전 프레임이 성공적으로 전달되었음을 확인해야 합니다. 만약 응답이 오지 않거나 오류 응답(NACK, Negative Acknowledgment)이 오면, 동일한 프레임을 다시 전송합니다.

Stop and Wait ARQ의 작동 원리

정상적인 데이터 전송 과정

1. 송신자가 데이터 프레임을 전송

2. 수신자가 데이터 프레임을 수신 후 오류 검사를 진행

3. 오류가 없으면 ACK(확인 응답) 전송

4. 송신자가 ACK를 받으면 다음 프레임을 전송

오류가 발생한 경우

• 데이터가 손상되었거나 도착하지 않은 경우

  • 수신자는 NACK을 보내거나 응답을 보내지 않음

  • 송신자는 일정 시간이 지나도 ACK를 받지 못하면 같은 프레임을 재전송

• ACK가 손실된 경우

  • 송신자는 응답을 기다리다가 일정 시간이 지나면 동일한 프레임을 다시 전송

  • 수신자는 중복된 프레임을 감지하고 ACK를 재전송하여 중복된 데이터 처리를 방지

이러한 과정이 반복되면서 데이터의 무결성을 유지합니다.

Stop and Wait ARQ의 장단점

장점

✅ 구현이 간단함: 가장 기본적인 오류 제어 방식으로, 구현이 쉽고 직관적입니다.
✅ 오류 복구 기능: 손실되거나 오류가 발생한 데이터는 재전송되므로 신뢰성을 보장할 수 있습니다.
✅ 데이터 순서 보장: 한 번에 하나의 프레임만 전송하므로 데이터 순서가 유지됩니다.

단점

❌ 전송 속도가 느림: 하나의 프레임이 수신 확인될 때까지 기다려야 하므로, 대기 시간이 길어지고 전송 속도가 낮아질 수 있습니다.
❌ 네트워크 자원 비효율: 대역폭이 충분하더라도 한 번에 하나의 프레임만 전송하므로 자원을 충분히 활용하지 못합니다.

실생활 응용 사례

Stop and Wait ARQ 방식은 비교적 단순한 환경에서 사용됩니다. 대표적인 예시는 다음과 같습니다:

✅ 위성 통신: 신호 전송 지연이 있는 환경에서는 오류를 최소화하는 것이 중요하므로 Stop and Wait 방식이 유용할 수 있습니다.
✅ 무선 네트워크(Wi-Fi): 짧은 거리에서 간단한 패킷 전송을 할 때 오류 복구를 위해 사용됩니다.
✅ 블루투스 통신: 전송 속도가 상대적으로 낮은 블루투스 환경에서는 간단한 오류 복구 방식이 적합합니다.

Stop and Wait ARQ의 개선 방법

Stop and Wait ARQ의 가장 큰 문제는 낮은 전송 효율입니다. 이를 해결하기 위해 다음과 같은 기법들이 도입되었습니다:

🔹 Go-Back-N ARQ: 여러 개의 프레임을 연속적으로 전송하고, 확인 응답이 없을 경우 특정 번호 이후의 모든 프레임을 다시 전송하는 방식입니다.
🔹 Selective Repeat ARQ: 오류가 발생한 프레임만 재전송하여 전송 효율을 높이는 기법입니다.

이러한 방식들은 Stop and Wait ARQ의 단점을 극복하면서도 신뢰성을 유지하는 데 도움이 됩니다.

결론

Stop and Wait ARQ는 신뢰성 있는 데이터 전송을 위한 가장 기본적인 오류 제어 기법으로, 간단한 구현과 데이터 순서 보장의 장점이 있습니다. 하지만 낮은 전송 속도와 네트워크 자원의 비효율적인 사용이라는 단점이 존재합니다.

따라서 Stop and Wait ARQ는 주로 단순한 통신 환경에서 사용되며, 고속 데이터 전송이 필요한 환경에서는 Go-Back-N ARQ나 Selective Repeat ARQ와 같은 더 효율적인 방법이 적용됩니다.

이 글이 Stop and Wait ARQ에 대한 이해를 돕는 데 도움이 되었길 바랍니다. 다음 글에서는 더 발전된 오류 제어 기법을 다뤄보겠습니다!

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