Go-Back-N ARQ

개요

Go-Back-N ARQ는 Stop-and-Wait ARQ의 단점을 보완한 슬라이딩 윈도우(Sliding Window) 기반의 오류 제어 및 흐름 제어 방식입니다. 송신자가 한 번에 여러 프레임을 연속적으로 전송할 수 있고, 오류가 발생한 경우 해당 프레임부터 이후 모든 프레임을 다시 전송함으로써 전송 효율과 신뢰성을 모두 확보할 수 있는 ARQ 방식입니다.

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1. 개념 및 정의

Go-Back-N ARQ는 송신자가 윈도우 크기(N)만큼의 프레임을 연속으로 전송하고, 수신자로부터 누락 없이 확인 응답(ACK)을 받지 못한 프레임 이후의 모든 데이터를 재전송하는 방식입니다.

수신자는 프레임을 순차적으로 수신해야 하며, 중간에 누락된 프레임이 있으면 이후의 프레임은 모두 무시하고 ACK는 마지막으로 정상 수신된 프레임까지만 전송합니다.

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2. 특징

구분	설명	비고
연속 전송	여러 프레임을 중단 없이 전송 가능	전송 대기 시간 단축
슬라이딩 윈도우 적용	ACK 수신에 따라 윈도우 슬라이드	수신자 상태에 유동적 대응
재전송 범위 확대	오류 발생 시 이후 모든 프레임 재전송	채널 낭비 가능성 존재

Go-Back-N은 효율성과 안정성의 균형을 추구하는 환경에 적합한 ARQ 방식입니다.

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3. 구성 요소

구성 요소	설명	예시
송신 윈도우	전송 가능한 프레임 범위	윈도우 크기 = N
수신 버퍼	순차 수신 여부 판단 및 ACK 전송	중간 프레임 누락 시 거부
시퀀스 번호	프레임 구분용 고유 번호	범위: 0 ~ (2^k - 1)
누락 프레임 재전송	오류 발생 지점 이후 전체 재전송	오류 복구용

예: 송신자가 프레임 0~4까지 전송했을 때, 수신자가 2번 프레임에서 오류를 발견하면, 송신자는 2번부터 4번까지 모두 다시 전송합니다.

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4. 기술 요소

기술 요소	설명	활용
Sliding Window	수신 확인에 따라 윈도우 이동	윈도우 크기 조절로 성능 최적화
ACK 누락 대응	누락된 프레임 이후 전체 재전송	수신 누락 방지
순차 수신 원칙	수신자는 순서대로만 프레임 수락	순서 보장

Go-Back-N은 윈도우 기반 제어가 가능하여 대역폭 효율성을 개선하고, 빠른 속도로 데이터 흐름을 유지할 수 있습니다.

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5. 장점 및 이점

장점	설명	효과
채널 활용도 증가	연속적인 프레임 전송 가능	대기 시간 단축
효율적인 흐름 제어	수신 ACK에 따라 동적 제어 가능	실시간 반응 가능
높은 신뢰성 유지	재전송을 통한 데이터 복구 가능	오류 무결성 확보

Go-Back-N ARQ는 네트워크 자원을 보다 효율적으로 사용하는 동시에, 수신의 신뢰성도 유지할 수 있는 고급 오류 제어 방식입니다.

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6. 주요 활용 사례 및 고려사항

분야	활용 예시	고려사항
TCP 통신(과거)	전송 윈도우 기법에 응용	손실 많은 환경에선 Selective Repeat 권장
무선 통신	버스트 오류 발생 가능성 높은 환경	재전송 범위 최적화 필요
산업 제어 시스템	실시간 연속 데이터 처리	수신자 성능에 따라 윈도우 조절

Go-Back-N은 비교적 단순한 구현이 가능하면서도 높은 성능을 제공하여, 다양한 전송 시나리오에서 유용하게 사용됩니다.

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7. 결론

Go-Back-N ARQ는 연속적인 데이터 전송과 빠른 오류 복구를 동시에 실현할 수 있는 효율적인 오류 제어 방식입니다. 다만 오류 발생 시 재전송 범위가 넓어질 수 있어 Selective Repeat ARQ와의 비교를 통해 최적 방식 선택이 필요합니다. 대역폭과 처리 속도가 중요한 환경에서 매우 효과적으로 활용됩니다.