2일차

장민우·2024년 3월 27일
cccr아카데미네트워크

케이블 분류

  • CAT5 : 이더넷에서 널리 사용되었으며, 노이즈 감소를 위해 트위스트 페어로 구성.

  • CAT5E : 개선된 CAT5로 더 높은 성능과 노이즈 감소를 제공.

  • CAT6 : 높은 대역폭과 더 낮은 노이지를 제공

10    BASE  -  T

통신속도    전송방식        케이블

RJ-45(Registered Jack)

  • 네트워크 장비 간 데이터 전송을 위한 케이블 커넥터이다. 주로 이더넷 연결에 가장 일반적으로 사용.
  • 8개 핀으로 구성.

데이터 링크 계층

  1. 개요

    • OSI 7계층 모델의 두 번째 계층으로 물리 계층에서 받은 정보를 잘못된 정보 없이 안전하게 전달하는 역할

  2. 기능

    • 프레이밍(Framing) : 데이터에 경계를 식별하기 위해 시작과 끝 표시.
    • 주소 지정(adressing) : 프레임에 물리적 주소, 즉 MAC 주소를 부여.
    • 오류 검출 : 데이터 전송 과정에서 발생할 수 있는 오류를 검출하는 기능.
    • 흐름제어(Flow Control) : 송신측과 수신측 사이에 데이터 처리 속도를 조절하여 수신측이 처리할 수 있는 범위 내에서 데이터가 전송되도록 함.
    • 매체 접근 제어(Media Access Control) : 여러 장치가 같은 통신 매체를 공유할 때 충돌없이 효율적으로 매체에 접근할 수 있도록 제어.

  3. 통신 방법

    • 단방향 통신 : 데이터가 한 방향으로만 통신 ex) 라디오, 키보드
    • 양방향 통신
      • 반이중 통신(Half Duplex) : 동시에 데이터를 송수신할 수 없고, 번갈아 가며 이루어짐
        ex ) 무전기
      • 전이중 통신(Full Duplex) : 데이터가 양쪽으로 동시에 전송. ex) 이더넷, wi-fi

  4. CSMA/CD

    Carrier  Sense  Multiple  Access  with  Collision  Detection

    채널       감지      대중          접근                   충돌          감지

    • 즉, 케이블에 데이터가 흐르고 있는지 감지. 브로드 캐스트로 충돌을 알리며, 물리적으로 데이터 전송을 감지하고 정지시키는 기술을 사용한다.

  5. CSMA/CA

    Carrier  Sense  Multiple  Access  with  Collision  Avoidance

    채널       감지      대중          접근                   충돌          회피

    • 물리적인 충돌을 감지하는것이 어려운 무선 환경에서 충돌을 피하기 위한 방법을 제공.

  6. MAC 주소(MAC address)

    네트워크 장비가 네트워크 상에서 고유하게 식별되기 위해 사용되는 고유한 식별자.

    Window : ipconfig /all, getmac /v
    Linux: ifconfig

    Organisationally Unique Identifier (OUI)Network Interface Controller(NIC) Specific

    - MAC주소는 48비트(6바이트)의 고유 식별자로, 16진수로 표현된다.
    - 주소는 두 부분으로 나뉘어 있으며, 첫 번째 부분은 제조사 식별자로 해당장비를 제조한 회사를 나타내고, 두 번째 부분은 고유한 장비로, 해당 제조사에서 할당한 고유 번호이다.

데이터 링크 프로토콜

  1. 이더넷

    • LAN에서 가장 널리 사용되는 데이터링크 프로토콜 중 하나.
    • IEEE 802.3 표준을 기반으로 하며, MAC 주소를 사용하여 네트워크 상의 장치들을 식별한다.

  2. IEEE 802.3

    • 유선 LAN 기술의 표준을 정의한다.
    • 데이터 전송 속도, 프레임 구조, 매체 종류 등을 표준화하여 호환성을 유지한다.

이더넷 프레임

PreambleSFDMAC destinationMAC sourceLen/TypePayloadFrame check
sequence
7Byte1Byte6Byte6Byte2Byte46 ~ 1500 Byte4Byte
  • Preamble : 프레임의 시작을 알리는 신호, 여기서는 물리 계층 헤더.
  • SFD(Start of Frame Delimeter) : 프레임의 시작을 표시.

이더넷 헤더

MAC destinationMAC sourceLen/TypePayload
6Byte6Byte2Byte46 ~ 1500 Byte
  • DA(Destination MAC Address) : 목적지 MAC 주소
  • SA(Source MAC Address) : 출발지의 MAC 주소
  • Len/Type : 길이 또는 타입
  • Payload : 상위 계층의 프로토콜로부터 캡슐화된 데이터, 46 ~ 1500byte크기
    상위 계층의 패킷의 길이가 46byte 보다 작을 때 끝에 padding(0)으로 채움.

MTU

Payload
1 ~ n Byte
  • 네트워크에서 한 번에 전송 가능한 데이터 패킷의 최대 크기를 나타내는 개념이다.
  • MTU(Maximum Transmission Unit)를 초과하는 크기의 데이터는 작은 패킷으로 분활되어 전송된다.
  • 수신자는 이러한 작은 패킷을 받아 원래의 큰 데이터로 조립한다.
  • 이더넷에서는 흔히 1500byte, 이더넷 네트워크에서의 표준값.
매체 (Media)최대전송 단위(바이트)주석
Internet IPv4
Path MTU		최소 68실제 경로의 값은 일반적으로 더 높다. 시스템은 실제 경로의 MTU를 얻기 위해 경로 MTU 탐색 방법을 사용할 것이다.
Internet IPv6
Path MTU		최소 1280실제 경로의 값은 일반적으로 더 높다. 시스템은 실제 경로의 MTU를 얻기 위해 경로 MTU 탐색 방법을 사용할 것이다.
Ethernet v21500이더넷 구현에서 거의 대부분의 IP는 이더넷 V2 프레임 형식을 사용한다.
Ethernet
Jumbo
Frames		1501-9216한도는 벤더에 따라 달라진다. 정확한 상호 운용을 위해, 모든 이더넷 네트워크는 같은 MTU 값을 가져야 한다. 점보 프레임(Jumbo frame)은 보통 특수한 목적의 네트워크에서만 발견된다.
Token Ring(802.5)4464 토큰이라는 제어프레임이 네트워크를 따라 순환하며 데이터 전송 권한을 가지고 있는 노드에게 전달된다.

VLAN (Virtual Local Area Network)

  • 물리적으로 분리되지 않은 네트워크 장치들을 Broadcast Domain을 논리적으로 그룹화하여 독립된 네트워크를 생성하는 기술이다.

  • VLAN은 스위치 내에서 설정되며, 각 VLAN에 속한 장치들은 서로 다른 VLAN에 속한 장치들과는 통신이 제한된다.

  • 802.1Q : 패킷 정보에 4바이트의 VLAN 태그를 추가하여 VLAN을 식별한다. (보통 닷큐라고 부른다.)

예시)
스위치는 24개의 포트를 가지고 있다. A부서와 B부서가 있는데 두 부서는 팀원이 각각 11명이다. 각 부서마다 스위치를 설치하게 되면 13 (24-12)개의 포트가 비게 된다.
이런 자원낭비를 방지하기 위해 하나의 스위치에 VLAN을 설정한다. 이 정보를 이용해 각 팀을 포트를 구별한다.

브리지

  • 두 개의 근거리 통신망(LAN)을 상호 접속해 주는 통신망 연결 장치로서 데이터 링크 계층에서 동작한다.
  • 리피터와 다르게 MAC 주소를 읽어서 처리할 수 있다.

스위치(Switch)

  • 허브와 달리 데이터 충돌이 발생하지 않는다.

  • 이는 스위치가 각 포트를 독립적인 충돌 도메인으로 관리하며, 한 번에 여러 통신을 동시에 처리할 수 있기 때문이다.


MAC 주소 테이블 (MAC Address Table)

  • 스위치는 연결된 장치듣ㄹ의 MAC주소를 MAC 주소 테이블에 저장한다.
    -이 테이블은 스위치가 프레임을 더 빠르고 효율적으로 전달할 수 있게 돕는다.

  • ※동작방식
    -학습: 데이터를 수신할 때마다 송신 장치의 MAC주소를 기억하고 해당 주소와 연결된 포트를 MAC주소 테이블에 저장.
    • 전송 : MAC주소 테이블을 참고하여 목적지 MAC주소가 연결된 포트를 찾아서 데이터를 전송.
    • 필터링 : MAC주소 테이블에 없는 목적지 MAC주소로 전송되는 데이터를 걸러내는 과정.
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