[컴퓨터 네트워크] Network Interface Layer

서지혜·2023년 8월 11일

CS-Study Computer Network TCP/IP TIL 컴퓨터네트워크

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🧭 CS Study - 컴퓨터 네트워크

🚩 주제 : Network Interface Layer

📘 참고 서적 : TCP/IP 쉽게, 더 쉽게 - 리브로웍스

Network Interface Layer

네트워크 인터페이스 계층은 네트워크에서 동작하는 하드웨어 장비를 제어한다. 어댑터, LAN 케이블, 광 케이블 등의 하드웨어를 제어하면서 상위 layer들은 하드웨어에 대해 관여하지 않도록 한다.

네트워크에 연결되는 방식은 유선 LAN으로 연결하는 방식과 무선 LAN으로 연결하는 방식이 있으며, 유선 LAN은 전압의 변화를 이용하여 신호를 전달하고 무선 LAN은 전파의 사용하여 신호를 전달한다.

Network Interface Layer는 하드웨어 장비와 가까운 layer이기 때문에 하드웨어 종류에 종속적이다. 반면 상위 layer들은 하드웨어 종류에 의존하지 않도록 설계되어 있다.

MAC Address

MAC(Media Access Control) 주소는 네트워크 어뎁터나 무선 LAN 장비와 같은 네트워크 장비에 부여되는 식별 번호이다. 이것은 제조사가 장비를 제조할 때 고유하게 부여한다.

48bit으로 이루어져 있으며 16진수 12글자로 표기한다.(OO:OO:OO:OO:OO:OO 과 같은 방식으로 표기한다.) 앞에 위치한 24bit은 제조사 식별 번호를 표현하기 위해 사용하고 뒤의 24bit은 제조사에서 생산한 제품들이 중복되지 않도록 고유하게 갖는 번호이다.

Network Interface Layer에서 전송하는 데이터 단위는 Frame인데, 이 안에 송신지와 수신지의 MAC 주소를 저장한다. 여기서의 수신지 MAC 주소는 바로 다음 장비의 MAC주소이다. 그래서 패킷에 저장된 목적지의 IP주소는 바꾸지 않지만 MAC 주소는 장비를 이동할 때마다 변경된다.

네트워크 허브

유선 LAN에서는 네트워크 허브 장비에 케이블을 연결해서 네트워크를 구성한다. 여기에는 리피터 허브, L2 스위칭 허브, L3 스위칭 허브 등이 있다.

L2 스위칭 허브는 자신의 포트에 연결된 호스트들의 MAC 주소를 테이블로 저장한다. 통신이 필요한 순간에는 통신 당사자들끼리의 회선을 독립적으로 만들어서 데이터를 전달한다. 포트가 독립적이기 때문에 동시에 여러 신호를 보낼 수 있고 다른 호스트가 보내는 패킷에 의해 발생하는 충돌을 방지할 수 있다.

브로드케스트 도메인이란 수신지의 주소가 브로드캐스트 주소일 경우 데이터가 전달되는 범위를 말한다. L2 스위치로 네트워크를 구성하면 네트워크 전체가 브로드캐스트 도메인이 되는데, 만약 네트워크에 연결된 호스트 수가 많아질 때 브로트캐스트 통신이 자주 사용되면 네트워크에 대량의 패킷이 발생하여 혼잡해질 수 있다.

L3 스위치는 인터넷 계층의 기능까지 수행 가능한 네트워크 장비이다. VLAN(Virtual LAN)이라는 기능을 제공하는데, 이는 LAN을 몇 개의 가상 네트워크로 분할하여 통신 효율을 높이기 위해 사용된다. VLAN을 사용하면 브로드캐스트 패킷을 VLAN 내의 호스트 범위에만 제한할 수 있다. VLAN 내부에서의 통신은 L2 스위치와 같다. VLAN간의 통신은 라우팅 방법을 사용한다.