Layer 2 Data Link

Day 3

🔴Mac Address

📌MAC Address

• NIC(Network Interface Card)에 부여된 고유 식별 값
• Network 통신에서 인접 장비에 접근하기 위해 사용되는 장비의 고유 이름
• 공식 이름 : EUI(Extended Unique Identifier)

📌EUI - 48 (48 bit Extended Unique Indentifier)

• 00-0E-35-05-80-6F (= 00:0E:35:05:80:6F = 000E - 3505 - 806F)
• 16진수로 표현하며 1byte씩 구분하여 표기 함
• 상위 24bit -> Company ID (=OUI) : 제조 업체의 식별 코드
• 하위 24bit -> Extension ID : 장비(NIC)의 제조 번호
  • 하나의 OUI(00-0E-35)를 통해 생성될 수 있는 MAC 주소의 개수 -> 2의 24승 = 16,777,216개

📌멀티 캐스트용 MAC 주소

• 상위 24bit가 01:00:5e로 시작되는 MAC주소

📌브로드 캐스트용 MAC 주소

• 전체 MAC주소 중 제일 큰 값을 가지는 주소
  FF:FF:FF:FF:FF:FF

🔴데이터 전송방식

📌데이터 전송방식

• Unicast
  -단일(1:1) 장비로 데이터를 전송
  -원하는 대상에게만 데이터 전송 가능
  -다른 장비에 부하를 주지 않음

• Broadcast
  -다수(1:ALL) 장비로 데이터를 전송
  -동일한 정보를 한번에 모든 장비로 전송 가능
  -너무 많이 발생하면 성능이 저하 됨

• Multicast
  -특정그룹(1:특정그룹) 장비로 데이터를 전송
  -미리 약속된 그룹이 있음
  -원하는 그룹들을 만들어서 사용
  -전송방식은 Broadcast와 동일하게 다 전송하지만 특정그룹이 아닌 장비는 데이터 Drop

🔴Ethernet 프로토콜

📌Ethernet Protocol

• LAN을 위해 개발된 컴퓨터 네트워크 기술
• 네트워크에 연결된 각 기기들이 고유의 MAC주소를 가지고, 이 주소를 이용해 상호간에 데이터를 주고 받을 수 있도록 만들어진 기술
• LAN 네트워크의 90% 이상이 Ethernet 방식을 이용

📌Ethernet 종류

• Ethernet v2 또는 DIX Ethernet(DIX 2)
  -IEEE 표준화를 위해 진행 되었지만 기존의 v1과의 호환성을 위해 v2로 발표
• IEEE 802.3
  -IEEE에서 DIX 사양에 기초하여 Ethernet을 위해 표준으로 제정한 프로토콜

📌Ethernet v2 Frame

※Preamble은 엄연히 정보는 아님.

※Type -> Payload에 대한 정보, 어떤 타입인지 알려주는 정보.

※ Ethernet v2 Frame의 데이터 크기는 최소 60byte ~ 최대 1514byte
데이터가 너무 적을 때는 Padding(쓰레기 값)으로 채워 넣어서 전송.

🔴Layer 2 장비

📌Switch

• Switching
  -데이터에 포함된 주소정보에 따라 데이터를 해당 출력 포트로 빠르게 접속시키는 기능
  -여러 전달경로에서 어느 방향으로 전달할 것인가를 선택하는 기능

• Switch
  -Switching 기능을 수행하는 장비
  -근거리 통신망 구축 시 사용되는 단말기의 집선 장비
  -대부분 Full-Duplex 방식으로 동작하므로 Collision Domain이 형성되지 않음
  -MAC 주소를 학습하고 구분할 수 있음
  -입력된 데이터를 지정된 포트로만 전달함

• Multi Switch란?
  -다른 계층의 역할도 수행할 수 있는 Switch
  -L3 Switch : Routing, L4 Switch : Load Balancing, L7 Switch : Firewall

📌Switch 통신 방식

📌Switch 기본 기능

• 스위치가 알아서 자동으로 동작하는 기능들
• Address Learning : 2계층 주소(MAC주소)를 학습하는 기능
• Filtering : MAC Table에 일치하지 않는 경로로의 전송을 막아주는 기능
• Forwarding : MAC Table에 일치하는 경로로 전송해 주는 기능
• Flooding : 모든 경로로 데이터를 전송해 주는 기능
  -MAC Table에 없는 MAC 주소를 받은 경우
  -Broadcast/Multicast 데이터를 받은 경우
  -MAC Table이 가득 찬 경우
• Aging
  -MAC Table을 관리하기 위한 기법
  -한번 사용된 MAC주소가 일정 시간 사용되지 않으면 삭제
  -Aging Time 기본 300초(5분)
  -다시 사용되면 Aging Time 초기화
• Loop avoidance : Loop를 회피할 수 있는 기능

📌Switching 작동 방식

• Switch가 알아서 손실률을 보고 동적으로 방식을 변경 함
• Store and Forward
  -프레임을 모두 전송 받아 검사한 후 전달
  -FCS부터 체크하기 때문에 안정성이 높아짐
  -속도가 떨어짐
• Cut-Through
  -가장 빨리 전달하는 것(스위치의 기본값)
  -목적지 주소까지 확인한 후 바로 전달
  -안정성이 떨어짐
  -속도가 빠름
• Fragment-Free
  -프레임을 최소사이즈 64byte까지만 검사한 후 전달
  -프레임의 64byte를 검사해서 FCS가 있으면 Store and Forward 방식
  -FCS가 없으면 Cut-Through