IEEE 802.4 토큰 버스(Token Bus), 유선 LAN(Local Area Network)에서 충돌 없는 데이터 전송을 보장하기 위해 토큰 기반 접근 제어 방식을 채택한 프로토콜로, CSMA/CD 방식의 이더넷(IEEE 802.3)과 달리 네트워크 트래픽을 예측 가능하게 관리할 수 있는 특징을 가지고 있습니다.
IEEE 802.4의 동작 방식
IEEE 802.4는 선형(bus) 토폴로지를 기반으로 동작하며, 네트워크 노드가 데이터를 전송할 수 있도록 **토큰(Token)**이라는 패킷을 사용합니다.
토큰이란?
토큰(Token)은 네트워크 상에서 데이터 전송 권한을 부여하는 특수한 패킷입니다. 토큰이란 개념은 충돌 없이 노드 간 데이터 전송을 조율하기 위해 도입되었습니다. 네트워크 내에서 특정 노드가 데이터를 전송하려면 반드시 토큰을 소유해야 하며, 토큰을 보유한 노드만이 일정 시간 동안 데이터를 송신할 수 있습니다. 데이터 전송이 끝난 후, 토큰은 네트워크의 다음 노드로 전달됩니다.
토큰 버스 방식의 특징
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네트워크에 참여하는 노드들이 순차적으로 토큰을 받아야만 데이터를 전송할 수 있음.
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충돌 없는 데이터 전송이 가능하여 실시간성이 중요한 산업 환경에서 유리함.
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토큰이 순환하는 순서가 정해져 있어 대기 시간과 전송 지연을 예측할 수 있음.
토큰 버스 네트워크 동작 단계
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토큰 패스(Token Passing): 네트워크의 노드들은 정해진 순서에 따라 토큰을 전달받음.
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데이터 전송: 토큰을 받은 노드는 지정된 시간 동안 데이터를 전송 가능.
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토큰 릴리즈(Token Release): 데이터 전송이 끝나면 토큰을 다음 노드로 전달.
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토큰 재생성: 만약 토큰이 손실되거나 일정 시간 동안 감지되지 않으면 새로운 토큰을 생성함.
IEEE 802.4의 주요 장점
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충돌 방지: 토큰 패싱 방식을 사용하여 네트워크 충돌을 방지하고 안정적인 데이터 전송 보장.
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예측 가능한 지연 시간: 실시간 통신이 필요한 환경에서 일정한 네트워크 지연을 유지 가능.
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고정된 순서 보장: 노드 간 데이터 전송 순서가 명확하여 특정 애플리케이션에서 신뢰성 높은 전송 가능.
IEEE 802.4의 단점과 한계
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구현 비용: 이더넷(IEEE 802.3)에 비해 복잡한 토큰 관리 시스템이 필요하여 초기 설치 비용이 높음.
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유연성 부족: 네트워크 확장이 어려우며, 노드 추가나 제거 시 전체 네트워크의 재구성이 필요함.
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이더넷 기술의 대두: 1990년대 이후 저렴하고 빠른 이더넷(IEEE 802.3) 기술이 발전하면서 IEEE 802.4의 사용이 급격히 감소함.
IEEE 802.4의 활용 분야
과거 IEEE 802.4는 신뢰성이 중요한 산업 환경에서 사용되었습니다. 대표적인 활용 분야는 다음과 같습니다:
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공장 자동화 시스템: 산업용 제어 장비 간 데이터 통신.
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군사 및 항공 시스템: 실시간 네트워크 트래픽이 필요한 환경.
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SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템: 원격 감시 및 제어 시스템에서 활용.
결론
IEEE 802.4는 토큰 기반 접근 제어 방식을 통해 충돌 없는 데이터 전송을 가능하게 했으며, 실시간성이 중요한 산업 환경에서 활용되었습니다. 하지만 이더넷 기술의 발전으로 인해 현재는 거의 사용되지 않는 표준이 되었습니다. 그럼에도 불구하고, 이 표준은 네트워크 충돌 방지 및 일정한 전송 지연을 유지하는 방법을 제시한 점에서 중요한 의미를 갖습니다.
