1️⃣ LAN 계층
🩶 LAN의 계층 구조
- 5계층, OSI 7계층은 인터넷 보급 후 만들어진 것
- LAN의 계층을 세분화
- 논리 연결 제어 (LLC)
- 매체 접근 제어 (MAC)
- LAN 계층
- = 데이터 링크 계층
- 물리적 주소를 기반으로 데이터의 전송 형태 결정
- 물리적인 링크를 통해 데이터를 신뢰할 수 있게 전송
- LAN에 관련된 표준들은 IEEE (아이트리플E) 에 의해 표준화
- 서비스 회사들이 모여서 서로 토론 후 정함
- 제조사마다 표준 통신규약을 공유하여 다른 기종 폰끼리도 통신 가능하게 함
- 802섹션에 LAN 관련 표준들 정의
- LLC는 802.2에 정의
- MAC는 802.3 ~ 802.22
🩶 논리 연결 제어 (LLC)
- 논리 연결 제어(LLC) 하부계층: 두 노드를 논리적으로 연결하는 계층
- LLC 역할
- 프레임 송 수신하는 방식 정함
- ACK 주고 받고
- 상위계층 (네트워크 계층)에 있는 프로토콜과의 인터페이스 제공
- MAC 계층과 네트워크 계층의 연결 담당
- 프레임을 에러없이 전달
- 프레임 전송률 높이기 (ACK을 쓸건지 안쓸건지 결정)
- LLC 계층에 사용되는 프로토콜에 따라, 연결/비연결 서비스 지원 + 연결 서비스 유지관리 담당
- LLC는 사용 방식에 따라 3가지로 나눔
- 비연결형 (연속적 x)
- ACK 사용 X
- 이더넷
- 연결형 (연속적)
- ACK 및 슬라이딩 윈도우 프로토콜 사용
- HDLC
- 비연결 확인형
- 비연결형과 연결형 둘다 오류 탐색 코드는 사용함!!
- 비연결형 (연속적 x)
🩶 매체 접근 제어 (MAC)
- 매체 접근 제어(MAC) 하부계층: 여러 종류 LAN의 연결 형태, 데이터 전송 방법, 헤더들 정의
- 당야한 LAN을 살펴본다 = 여러 종류의 MAC을 살펴본다
- 설명 기준: 이더넷
- 이더넷은 별 형태 + CSMA/CD 프로토콜로 정의
- MAC 주소 → 6바이트로 구성
- IPv4: 32비트 → 4바이트
- MAC: 48비트 → 6바이트
- IP주소는 사용자가 변경할 수 있음 (논리적 주소)
- MAC 주소는 제조사가 부여한 값이라 변경 불가 (물리적 주소)
- 모든 통신 기기는 MAC 주소와 IP 주소 가짐
- 전화 - 전화번호
- 인터넷 - IP주소
- LAN 간 기기 통신 - MAC 주소
2️⃣ 이더넷과 토큰 링
🩶 이더넷에 대하여
- 이더넷: 컴퓨터 네트워크 기술 중 하나, 일반적으로 LAN에서 가장 많이 활용, IEEE 802.3에 정의
- 초기는 버스형태, 현재는 스타형태
- 프로토콜: CSMA/CD
- 연결 형태: 버스 -> 링
- 허브: 이더넷에서 각 호스트를 유선으로 연결하는 장치
- 와이파이: 무선으로 연결할 수 있는 장치의 규격이
- = 무선 공유기
🩶 CSMA/CD
- 이더넷이 충돌을 처리하는 프로토콜
- 유선
- cf. CSMA/CA
- 참여하는 모든 호스트들은 선이 사용중인지 아닌지 계속 듣고있음 (=스누핑)
- CSMA: 귀 기울임
- CD: 충돌 발견
- 선을 사용하는 호스트가 없으면 전송 시작
- 선을 사용하지 않을 때, 호스트들이 경쟁적으로 데이터를 보내려 해서 경쟁방식이라 부름
- 선을 사용하는 호소트가 없었을 때, 두개 이상의 호스트가 동시에 데이터를 날림 -> 신호 충돌
- 이때 데이터 전송을 즉시 멈추고 호스트 전체에 충돌 신호 보냄
- 충돌한 호스트는 무작위 수 만들어 일정시간 이후 재전송 but, 또 충돌 가능
🩶 토큰 링
- 프로토콜: 토큰 링
- 연결 형태: 링 형태
- 호스트들을 원형으로 연결 → 토큰이라는 빈 패킷이 한쪽 방향으로 회전
- 전송하려는 호스트
- 빈 토큰 가져가서 토큰에 주소와 데이터 채워 전송
- 빈 토큰 가져가서 토큰에 주소와 데이터 채워 전송
- 받은 호스트
- 토큰의 내용을 복사하고 계속 토큰 전달
- 이후 토큰이 회전하다 전송한 호스트한테 돌아오면, 토큰 회수 + 내용물 지워 다시 전송
- 토큰에 데이터 채워 보낸 호스트가 데이터 지우고 빈 패킷 만듦
- 예약을 통한 충돌 회피 방식
3️⃣ 데이터 링크 계층 프레임 분석
🩶 HDLC
- HDLC: 데이터 링크 계층의 여러 프로토콜 중 근간이 되는 프로토콜
- 동기식 전송 사용
- 동기식 중 비트 방식 사용
- 비트 스터핑 사용 -> 0111 1101 0
- 유니케스트, 멀티 케스트, 브로드 케스트 모두 지원
- 흐름제어로 슬라이딩 윈도우 프로토콜 사용
- Go-Back-N ARQ, Selective Repeat ARQ 지원
- FCS: 오류제어 위해 사용되는 필드, CRC-16 사용
- HDLC 프레임은 정보 프레임, 감시 프레임, 비번호 프레임 3종류
- 정보 프레임: 사용자 정보, 제어 정보 포함 프레임 (I 프레임)
- 감시 프레임: 제어 정보 가진 프레임 (S 프레임)
- 비번호 프레임: 연결 관리정보 가진 프레임 (U 프레임)Address + Control + FCS = Header
🩶 이더넷 프레임
- MAC 계층과 LLC 계층 모두 거침
- 패킷은 네트워크 계층으로부터 내려옴
- Data + padding 필드: LLC 계층으로부터 받은 LLC 프레임 들어감
- 이더넷 프레임 데이터 최대 크기 1500바이트 한정
- 상위에서 받은 데이터가 46보다 작으면, 패딩 붙여서 46바이트로 맞춤
- 전체 64 (46+18) 바이트
- 헤더: 6+6+2+4 = 18 바이트
- 이더넷 프레임 크기 최소 64바이트 ~ 최대 1518바이트로 한정
- 프레임 언제 끝날지 예측 가능 → 포스트앰블 사용 X
- 프리앰블: 프리앰블 7바이트 + SFD 1바이트 = 총 8바이트
- 10101010을 7번 전송 → 통신의 시작
- 7바이트의 프리앰블 끝나고, 프레임의 시작을 알리는게 SFD(10101011)
- Destination address: 목적지 주소
- Source address: 보내는 호스트 주소
- Length/Type 필드: 데이터가 1500바이트 이하 → 데이터의 길이(Length)
- Length/Type 필드의 값이 1500 이상 → Type
- FCS 필드: 이더넷 프레임의 오류 탐색, CRC-32 사용 (규정이라 고정임)
4️⃣ 내가 헷갈려서 하는 추가 정리
- LAN 계층 = (데이터 링크 계층) 은 LLC와 MAC로 나뉨
- LLC
- 데이터 링크 계층의 상위 부분
- MAC 계층과 네트워크 계층 간의 인터페이스 담당
- 오류제어, 흐름제어
- MAC
- 데이터 링크 계층의 하위 계층
- 어떤 장치가 언제 데이터 전송할지 제어
- 네트워크 장치의 고유한 MAC 주소 사용해서 데이터 목적지로 전달
- CSMA/CD, 토큰링 프로토콜이 작동하는 곳
- 이더넷, 토큰링: LAN의 기술, 데이터 링크 계층의 프로토콜
- CSMA/CD, 토큰링: 프로토콜
- 이더넷 프로토콜 → 프로토콜로 CSMA/CD 사용
- 토큰링 프로토콜 → 프로토콜로 토큰링 사용
- 이더넷을 예시로 들자면
- LLC → MAC → 이더넷 프레임
- 데이터 전송시에
- LLC 헤더 추가 및 오류, 흐름 제어
- MAC 헤더 추가 및 CSMA/CD 프로토콜 사용
- 이더넷 프레임 → MAC → LLC
- 데이터 수신 시에
- MAC 헤더 확인
- LLC 헤더 확인
- LLC → MAC → 이더넷 프레임
- 데이터 링크 계층 프레임
- 데이터 링크 계층에서 생성되고 물리 계층으로 가기 전에 필요한 모든 헤더와 정보가 추가된 상태 (MAC와 LLC 계층을 모두 거쳐 필요한 헤더 다 생김)
- HDLC
- 하나의 통합 프로토콜
- 자체 헤더 가짐
💻 Reference
개발자가 상팔자