데이터 링크 계층의 역할과 이더넷

데이터 링크 계층(Data Link Layer)이란?

: 네트워크 장비 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층, 네트워크 기기 간에 데이터를 전송하고 물리 주소를 결정하는 계층

이더넷(Ethernet)이란?

: 데이터를 주고 받기 위해 가장 많이 사용되는 랜에서 적용되는 규칙

• 허브와 같은 장비에 연결된 컴퓨터와 데이터를 주고 받을 시 사용
• CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, 반송파 감지 다중 접속 및 충돌 감지)
  • 이더넷에서 시점을 늦추어 여러 컴퓨터가 데이터를 동시에 전송해도 충돌이 일어나지 않게 하는 방법
  • CS : '데이터를 보내려려고 하는 컴퓨터가 케이블에 신호가 흐르고 있는지 아닌지 확인한다'는 규칙
  • MA : '케이블에 데이터가 흐르고 있지 않다면 데이터를 보내도 좋다'는 규칙
  • CD : '충돌이 발생하고 있는지를 확인한다'는 규칙
    
    
    
    

MAC 주소의 구조

MAC 주소란?

: 랜에 사용되는 네트워크 모델인 이더넷의 물리적인 주소로 컴퓨터 네트워크에서 각각의 기기를 구분하기 위해 사용하는 주소

• 전 세계에서 유일한 번호로 할당되어 있음
• 48비트 숫자로 구성
  • 앞 24비트 - 랜 카드를 만든 제조사 번호/ 뒤 24비트 - 제조사가 붙인 일련련번호
  • 00-24-AE-D9-7A-9A

이더넷 헤더란?

: 목적지 MAC 주소(6바이트)/출발지 MAC 주소(6바이트)/유형(2바이트) = 총 14바이트

• 유형
  이더넷으로 전송되는 상위 계층 프로토콜의 종류

트레일러란?

: FCS(Frame Check Sequence), 데이터 전송 도중에 오류가 발생하는지 확인하는 용도로 사용

프레임이란?

: 이더넷 헤더와 트레일러가 추가된 데이터

• OSI 모델의 데이터 링크 계층, TCP/IP 모델의 네트워크 계층에서 이더넷 헤더와 트레일러를 붙인다.
  
  
  
  

스위치의 구조

MAC 주소 테이블이란?

: 스위치의 포트 번호와 해당 포트에 연결되어 있는 컴퓨터의 MAC 주소가 등록되는 데이터베이스

• 스위치 내부에 존재
• 스위치의 전원을 켠 상태에서는 주소 테이블에 아무 것도 등록되어 있지 않음

MAC 주소 학습 기능이란?

: 컴퓨터에서 목적지 MAC 주소가 추가된 프레임(데이터)이 전송될 시, MAC 주소 테이블을 확인하고 출발지 MAC 주소가 등록되어 있지 않으면 MAC 주소를 포트와 함께 등록

• 허브(더미 허브)에는 없는 기능

플러딩이란?

: 스위치가 수신 포트 이외의 모든 포에서 데이터를 송신하는 것

MAC 주소 필터링이란?

: 스위치에서 MAC 주소를 기준으로 목적지를 선택하는 것

• 불필요한 데이터를 네트워크에 전송하지 않게 해준다.

스위치(Switch, 스위칭 허브)란?

: 랜을 구성할 때 단말기 간 스위칭 기능이 있는 통신망 중계 장치

• 컴퓨터(호스트)에서 특정한 다른 단말기로 패킷을 보낼 수 있는 기능이 있어 통신 효율이 향상된다.
• 충돌이 일어나지 않는 구조로 되어있어 전이중 통신 방식으로도 데이터 송수신 가능
  • 허브(더미 허브)는 반이중 통신 방식
    
    
    
    

데이터가 케이블에서 충돌하지 않는 구조

전이중 통신과 반이중 통신

• 전이중 통신 방식(full-duplex communication)
  전화 회선과 같이 송신과 수신이 양쪽에서 동시에 이루어지는 양방향 통신

  • 서로 다른 회선이나 주파수 이용하여 데이터 신호가 충돌되는 상황을 방지
  • 스위칭 허브를 사용하면 랜 카드와 허브 간의 동시 송수신 가능

• 반이중 통신(full-duplex communication)
  회선 하나로 송신과 수신을 번갈아가면서 통신하는 방식

  • 데이터를 동시에 전송하면 충돌이 발생
  • 컴퓨터 간을 허브로 연결하는 방식

충돌 도메인(Collision domain)이란?

: 데이터 전송 시 충돌이 발생할 때 그 영향이 미치는 범위

• 충돌 도메인의 범위가 넓을수록 네트워크가 지연된다.
• 허브에서는 접속되어 있는 모든 컴퓨터가 충돌 도메인이 된다.
• 스위치에서는 접속되어 있는 모든 컴퓨터에 충돌이 영향을 끼치지 않는다.
  
  
  
  

이더넷의 종류와 특징

이더넷 규격

• 규격이름 : 통신속도-전송방식-케이블

  • ex) 10-BASE-T

  • BASE : BASEBAND라는 전송방식

  • T : UTP 케이블