2Layer - 데이터 링크 계층(Data Link Layer)
LAN 내부와 같은 네트워크에 있는 여러 대의 컴퓨터 데이터 교환 (프레이밍)
신호를 올바른 목적지까지 전달하고, 전송 중 발생할 수 있는 오류를 검출 및 수정하며, 흐름 제어를 수행하는 역할
데이터 전송을 위한 물리적 주소(MAC) 지정
만약 해당 계층이 없다면?
원하는 목적지로 데이터를 전송하고자 했을 때 모든 곳에 동시에 전송하거나 많은 케이블로 각각의 기기를 모두 연결해야하는 상황이 발생
1. PDU
프레임(Frame)
- 프레임 시작과 끝에 특수 비트 패턴을 첨부해 데이터의 시작과 끝 표시
- Header - 송/수신 Mac Address (6bytes), Type (2bytes / 3계층에 대한 정보)
- Footer (FCS) - 오류 검사 (4bytes)
2. 프로토콜
MAC, PPP, ATM, LAN, Wifi, FDDI, HDLC, Token Ring 등
2-1. 이더넷 (Ethernet) - LAN에서 사용하는 IEEE 802.3 표준 프로토콜
CSMA/CD 방식
- 채널 감지 : 데이터를 보내기 전, 회선이 사용 중인지 확인 (Carrier Sense)
- 충돌 탐지 : 두 장치가 동시에 데이터를 보내(Multiple Access/다중 접근) 충돌(Collision)하는지 확인
- 충돌 감지 시, 즉시 전송을 중단하고 모든 장치에게 충돌을 알림
- 충돌한 장치는 랜덤한 시간동안 기다렸다 데이터 전송 (충돌 계속해서 15번 일어나면 통신을 끊음)
- 충돌 방지를 위한 전송 순서 제어 역할 - 여러 개의 컴퓨터가 공유 매체를 사용할 수 있게 해줌
- 스위치에서 MAC 주소를 이용해 데이터를 필요로 하는 컴퓨터에게만 전달
- 종류
- 표준 이더넷(Ethernet / Standard Ethernet) : 10Mbps 속도, 동축 케이블
- 고속 이더넷(Fast Ethernet) : 100Mbps 속도, 구리선(쌍꼬임), 고속 이더넷을 가장 많이 사용
- 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) : 1Gbps(1000Mbps) 속도, 쌍꼬임/광섬유
- 10기가비트 이더넷(10Gigabit Ethernet) : 10Gbps 속도, 쌍꼬임/광섬유
2-2. MAC(Media Access Control) Address
- 물리적으로 장치를 식별하는데 사용 오류 제어, 흐름 제어
- 총 48비트 주소 (16진수로 표기) ex. FC-34-97-BC-49-75 (앞에 24비트는 제조사에 따라 지정)
- 'arp -a' 명령어를 통해 장치의 Mac Table 확인 가능
- Mac Table은 IP와 MAC주소를 맵핑시켜 놓은 것으로 2계층은 IP주소를 모르기 때문에 해당 테이블을 참조하여 통신을 할 수 있다.
2-3. Device - Switch
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스위치 허브 : 스위치의 기능을 일부하는 허브 (가격이 저렴함)
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기능 (5가지 ing)
- Learning : Mac Address를 학습
- Filtering : 목적지 주소를 제외한 포트를 필터링하여 전송 차단 (목적지 주소를 알고 있어야 함)
- Forwarding : 목적지 주소로 프레임 전송
- Flooding : 프레임을 모든 경로로 전송 브로드캐스트 / 해당되는 장치는 유니캐스트로 응답)
- Aging : 저장된 Mac Address가 일정 시간 이상 사용되지 않으면 Mac Table(휘발성)에서 삭제
'arp -d' 명령어 : Mac Table 강제 삭제 -
스위치 통신 과정 : ping 요청 -> Mac Table 확인 -> ping을 요청한 ip의 Mac Address가 없으면 Flooding으로 모든 경로에 프레임 전송 -> 응답으로 받은 Mac Address 주소를 Learning(Mac Table에 저장) -> 그 다음 요청 시 Filtering하여 Mac Table에서 목적지 주소 확인 후 Forwarding -> 일정 시간 이후 동안 요청이 없으면 Mac Table을 Aging해서 삭제
-
콘솔 모드 (Mode)
1. 일반 사용자 모드 (User/>)
2. 관리자 모드 (Privileged/#)
3. 설정 모드 (Global Configuration/config)
- 'configure ternimal' (conf t) : 관리자 모드 -> 설정 모드
- 'show running-config' : 휘발성 데이터 저장(RAM), 재부팅 시 초기화
- 'show startup-config' : NV-RAM (휘발 X), 재부팅 시 파일 변경 내용 유지 (파일 생성 : 'runnig-config startup-config' or 'write') -
STP - Spanning Tree Protocol
- 스위치가 이중화된 상태에서 발생하는 Broadcast Storm(Looping)으로 통신이 불가해지는 것을 막기 위하여 스위치 우선순위를 비교하여 한쪽 연결을 임의로 끊어내는 프로토콜
- 우선순위 값을 설정하지 않으면 기본 값으로 지정하며, 해당 값이 동일한 경우 Mac Address 값으 비교해 우선순위 지정
- 'show spanning-tree' : Root Bridge, Prot, 우선순위 등 확인
- 'spanning-tree vlan [vlan num] priority [priority value]' : vlan에 해당하는 스위치 우선순위 값 변경
- 단계
1. Root Bridge 선출
2. Root Port 선출
3. Designated Port 선출 (Root에서 나가는 쪽)
4. Non Designated Port 선출
위와 같이 스위치가 이중화되어 있을 때 0번 스위치 Fa0/1 연결이 끊어진 것을 확인할 수 있다.
- Root Bridge : 가장 아래 2번 스위치
- Root Port : 2번 스위치를 제외한 나머지 2개 스위치 중 각각 2번과 연결된 포트
- 우선순위 값을 변경하여 Root Bridge 변경 가능
