[모두의 네트워크 CH4]
12. 데이터 링크 계층의 역할과 이더넷
12.1 이더넷
- 데이터 링크 계층 : 랜에서 네트워크 장비 간 데이터를 정상적으로 주고 받기 위한 규칙을 정하는 계층
- 이더넷 : 랜에서 적용되는 규칙 중 가장 많이 사용되는 규칙, 장비에 연결된 컴퓨터와 데이터를 주고 받을 때 사용
- CSMA/CD : 이더넷에서 데이터의 충돌을 방지하는 규칙으로 사용하는 방식
- CS : 데이터를 송신하고자 하는 컴퓨터가 케이블에 신호가 흐르고 있는지 확인한다
- MA : 케이블에 신호가 흐르지 않고 있다면 데이터를 보내도 괜찮다
- CD : 충돌이 발생하고 있는 지 확인한다
** 근데 요즘에는 CSMA/CD 거의 사용x
13. MAC 주소
- 랜 카드 : 비트열을 전기 신호로 변환, MAC 주소가 정해져 있음
- MAC 주소 (= 물리 주소) : 전 세계 유일, 48비트로 구성
- MAC 주소 사용한 통신
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OSI 모델 : 데이터 링크 계층
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TCP/IP 모델 : 네트워크 계층
→ 이 계층들에서 이더넷 헤더 & 트레일러를 붙임 (캡슐화)
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- 이더넷 헤더 구성 (총 14byte)
- 목적지 MAC 주소 (6byte)
- 출발지 MAC 주소 (6byte)
- 유형 (2byte) : 이더넷으로 전송되는 상위 계층 프로토콜의 종류 → 프로토콜 종류 식별 번호로 들어감
- 트레일러 (FCS) : 데이터 전송 도중에 오류 발생 여부 확인
→ 이더넷 헤더 + 데이터 + 트레일러 = 프레임
- 통신 과정 (컴퓨터 1에서 컴퓨터 2로 데이터 전송)
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데이터 링크 계층에서 컴퓨터 1의 이더넷 헤더에 컴퓨터 2의 MAC 주소와 자신의 MAC 주소 정보를 넣은 후 트레일러 추가하여 프레임 생성
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물리 계층에서 프레임 비트열을 전기 신호로 변환
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네트워크 통해 전송
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목적지 MAC 주소가 자신의 MAC 주소와 다른 컴퓨터의 경우 데이터 파기, 같은 컴퓨터만 데이터 수신
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컴퓨터 2에서는 물리 계층에서 전기 신호로 전송된 데이터를 비트열로 반환
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데이터 링크 계층에서는 이더넷 헤더 및 트레일러 분리(역캡슐화)
**만약 컴퓨터 1과 3에서 2에게 동시에 데이터를 전송하면 충돌이 발생하므로 CSMA/CD 방식이 사용되어서 데이터 충돌을 방지함
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14. 스위치
14.1 MAC 주소 테이블
- 스위치 (=레이어 2 스위치, 스위칭 허브) : 데이터 링크 계층에서 동작
- MAC 주소 테이블 : 스위치의 포트 번호 및 해당 포트에 연결된 컴퓨터의 MAC 주소를 등록하는 데이터베이스
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MAC 주소 학습 기능 : 처음 스위치를 키면 아무것도 테이블에 등록이 되어있지 않지만 프레임이 전송된 후 해당 출발지 MAC 주소가 등록되어있지 않으면 테이블에 등록됨 (w/ 포트)
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MAC 주소 필터링 : MAC 주소가 등록되어 있는 컴퓨터의 경우 프레임 전송 시 해당 목적지 컴퓨터에만 데이터가 전송됨
**플러딩 : 목적지 MAC 주소가 테이블에 등록되어있지 않은 경우 송신 측 포트를 제외한 모든 포트에 프레임을 전송하는 것
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15. 데이터가 케이블에서 충돌하지 않는 구조
통신 방식 : 전이중 통신 방식, 반이중 통신 방식
15.1 전이중 통신
- 전이중 통신 : 데이터의 송수신을 동시에 통신하는 방식
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데이터를 동시에 전송해도 충돌 발생 x
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랜 케이블
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스위치
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15.2 반이중 통신
- 반이중 통신 : 회선 하나로 송신과 수신을 번갈아가면서 통신하는 방식
- 데이터를 동시에 전송하면 충돌 발생
- 허브 : 송수신이 나누어있지 않음
15.3 충돌 도메인
- 충돌 도메인 : 충돌이 발생할 때 영향이 미치는 범위
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허브 : 연결된 컴퓨터 전체
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스위치 : 전이중 통신 방식 → 충돌 x , 일어난다고 해도 충돌 도메인 범위가 좁음
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