이제 1월이 얼마 남지 않아 슬슬 위기감을 느끼고 있다. 공부를 해야만한다.. 흑흑
Ch.5 이더넷과 무선 LAN
이더넷, 무선 LAN(Wi-Fi)
PC에서 서버로 가는 데이터는 우선 PC와 같은 네트워크 상에 있는 라우터로 전송한다. 그리고, 라우터는 다시 같은 네트워크 상의 다음 라우터로 전송한다.
같은 네트워크 내에서 전송하는 프로토콜로 자주 이용하는 것이 이더넷과 무선 LAN(Wi-Fi)이다.
이더넷의 개요
이더넷은 TCP/IP 계층에서 맨 아래인 네트워크 인터페이스층의 프로토콜이다. 이더넷은 같은 네트워크 내의 어떤 이더넷 인터페이스에서부터 다른 이더넷 인터페이스까지 데이터를 전송한다.
레이어2 스위치는 이더넷으로 전송하는 데이터에 전혀 변경을 가하지 않는다.
이더넷 인터페이스가 있는 기기끼리 연결해서, 이더넷 링크를 만들면 유선 네트워크가 된다.
IEEE802 위원회
이더넷의 규격은 IEEE802 위원회에서 결정된다. 규격은 주로 최대 전송 속도와 이용하는 매체(케이블)에 따라 나뉘기에 전송 속도와 전송 매체 특징을 나타내는 1000Base-T와 같은 규격 이름이 정해져 있다.
MAC 주소
MAC 주소로 이더넷 인터페이스를 특정한다. 전반 24비트의 OUI와 후반 24비트의 시리얼 넘버로 총 48비트이다. 이를 16진수로 표기한다.
MAC 주소는 이더넷 인터페이스에 미리 할당되어 있어, 기본적으로 변경할 수 없다.
RJ-45 인터페이스와 UTP 케이블
UTP 케이블은 이더넷의 전송 매체로서 현재 널리 일반적으로 이용되고 있다. 흔히 말하는 LAN 케이블이 UTP 케이블이다. 8줄의 절연체로 감싼 구리선을 2줄씩 꼬아서 노이즈의 영향을 억제하고, 총 4쌍으로 만든 케이블이다. 케이블의 품질에 따라 지원할 수 있는 주파수가 달라지고, 각각 용도나 전송 속도가 정해진다.
RJ-45는 UTP 케이블용 이더넷 인터페이스로서 UTP 케이블에 맞춰 8개의 단자가 있고, 전기신호(전류)가 흐르는 회로를 최대 4쌍 형성할 수 있다.
이더넷의 프레임 형식
이더넷 헤더, 데이터, FCS를 합한 전체를 이더넷 프레임이라고 부른다.
이더넷 헤더 안에는 목적지 MAC 주소, 출발지 MAC 주소, 타입 코드가 있다. MAC 주소 지정을 통해 어느 인터페이스에서 어느 인터페이스로 전송하는 데이터인지 나타낸다. 타입 코드는 이더넷으로 운반할 대상의 데이터이다. 전송 대상이 되는 데이터의 크기는 정해져 있다. 데이터 크기의 최대값을 MTU라고 부른다. 데이터를 분할해서 전송하는 것은 TCP 에서 이루어진다.
토폴로지
토폴로지는 네트워크에서 기기를 연결하는 형태를 나타내는 말로, 버스형, 스타형, 링형 등이 있다.
초기 이더넷은 버스형인데, 버스형 토폴로지는 하나의 전송 매체를 복수의 기기가 공유하는 형태이다. 따라서 전송 매체를 어떻게 공유할 것인지 제어해야하는데, 이를 위해 CSMA/CD 방식을 사용한다. 현재는 레이어2 스위치를 중심으로 하는 스타형 토폴로지로 옮겨가고 있다.
CSMA/CD
버스형 토폴로지로 된 이더넷에서는 복수의 기기가 동시에 데이터를 전송할 수 없다. 어떤 순간에 데이터를 전송할 수 있는 것은 단 한 대뿐이다.
CSMA/CD : 이더넷에서 전송 매체를 어떻게 이용할지 제어해 전송 매체를 공유하는 매커니즘
= 먼저 가는 쪽이 승리하는 방식
레이어2 스위치
레이어2 스위치는 이더넷을 이용한 네트워크 '하나'를 구성하는 네트워크 기기이다. 레이어2 스위치를 여러 대 연결해도 하나의 네트워크이다. 레이어2 스위치는 레이어2 스위치로 구성된 한 이더넷 네트워크 안에서 데이터를 전송한다. 레이어2 스위치에서의 데이터는 이더넷 프레임이다.
레이어2 스위치는 '네트워크의 입구' 역할도 한다. 레이어2 스위치에는 많은 이더넷 인터페이스가 있다.
레이어2 스위치의 데이터 전송
< 레이어2 스위치의 데이터 전송 동작의 흐름 >
1. 수신한 이더넷 프레임의 출발지 MAC 주소를 MAC 주소 테이블에 등록한다.
2. 목적지 MAC 주소와 MAC 주소 테이블에서 전송할 포트를 결정해, 이더넷 프레임을 전송한다. MAC 주소 테이블에 존재하지 않는 MAC 주소의 경우는 수신 포트를 제외한 모든 포트로 이더넷 프레임을 전송한다. (플러딩)
Unknown 유니캐스트 프레임, 플러딩
MAC 주소 테이블에 등록되지 않은 MAC 주소가 목적지로 되어 있는 이더넷 프레임을 Unknown 유니캐스트 프레임이라고 부릅니다.
플러딩 : Unknown 유니캐스트 프레임은 수신한 포트를 제외한 모든 포트에 전송한다.
레이어2 스위치의 이더넷 프레임 전송은 '모르면 일단 전송해 둔다'라는 식으로 동작한다. 레이어2 스위치의 전송 범위는 같은 네트워크 안뿐이다.
레이어2 스위치는 MAC 주소를 MAC 주소 테이블에 계속 등록하면서 이더넷 프레임을 전송한다.
- 복수의 레이어2 스위치가 있어도, 각각의 레이어2 스위치는 같은 방식으로 동작한다.
- 레이어2 스위치는 수신한 이더넷 프레임의 출발지를 계속 기억하면서, 같은 네트워크 내의 이더넷 인터페이스로 전송한다.
- 통신은 양방향이다.
- 반환되는 이더넷 프레임은 원래 프레임의 목적지오 출발지 MAC 주소가 교체된 주소가 된다.
