이더넷 디바이스

🌞 데이터링크계층의 기능

• 직접 연결된 단말과 단말(또는 네트워크 노드) 에게 IP 패킷을 수납하여 전달한다.

• 기능
  1) 프레이밍
  2) 제어기능 : 흐름제어, 회선제어, 오류제어(이더넷에는 기능없음, 무선랜 재전송 기능)
  3) 통신기능 : 반이중(10M 이더넷, 무선랜), 전이중(100M, 1G 이더넷

반이중 : 한명이 보내면 다른 한쪽은 받고 보내고 식으로 서로 주고받기 (TCP)
전이중 : 주고 받기 그런거 없이 그냥 무작정 보내고 받기 (UDP)

🌞 데이터링크의 부계층

• 데이터 링크 계층은 포인트 투 포인트 간 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위한 계층이다.

• CRC 기반의 오류 제어 및 흐름 제어가 필요하다.

🌼 MAC 계층

• 어떻게 프레임을 전송할 것인지를 정의한다.

• 각 장치와 관련된 물리적인 주소지정, 네트워크 토폴로지 정의를 한다.

• 물리계층 상의 토폴로지나 기타 특성에 맞추어주는 제어를 담당한다.

🌼 LLC 계층

• 프로토콜을 식별하여 캡슐화해서 연결을 유지하는 기능을 수행한다.

• LLC 계층은 두 장비간의 링크를 설정하고, 프레임을 송수신하는 방식과 상위 레이어 프로토콜의 종류를 알리는 역할을 한다.

• 여러 다양한 MAC 부계층과 망계층 간의 접속을 담당한다.

🌞 이더넷 전송매체와 커넥터

• UTP 케이블 : 범용적으로 많이 사용하는 이더넷 케이블

🌼 다이렉트 & 크로스 케이블

• 크로스케이블은 OSI 7계층에서 같은 계층에 있는 장비끼리, 다이렉트 케이블은 서로 다른 계층에 있는 장비끼리 연결할 때 사용한다.

• T568B
  

• T568A
  

• 위의 두 케이블의 차이는 1,3 / 2,6 번 케이블 두쌍이 서로 바뀌어 수신과 송신 선이 뒤바뀐 것이 차이점 입니다.

왜이렇게 다른 케이블을 사용하는 걸까요?

• UTP케이블은 총 8가닥의 케이블로 이루어져 있습니다. UTP 케이블은 MDI 규격에 맞춰 1,2번 케이블로 송신을 하고 3,6번 케이블로 수신을 합니다. 그리고 그 반대인 MDI-X도 있는데 이는 1,2번 케입르로 수신을 3,6번 케이블로 송신을 합니다.

• 즉 위의 내용을 토대로 봤을 때 두개의 장치가 통신을 한다 했을 때,
  두쪽 모두 MDI 규격 을 사용 한다 했을 때 크로스 케이블을 사용해야 한다는 것입니다.
  

• 위 경우에 반대인 경우 한쪽이 MDI 규격 다른 한쪽이 MDI-X 규격의 경우에는 다이렉트 케이블을 사용해야 합니다.
  

• 크로스케이블이 사용되는 경우 : PC-PC 통신

• 다이렉트케이블이 사용되는 경우 : 단말-스위치(허브) 통신

🌞 OSI 모델과 장비들

• 1계층 장비 : 리피터(허브) 물리계층의 신호를 증폭하여 복원하는 기능
  허브 : 리피팅기능, 중계기능( 수신포트 제외 나머지 포트로 모두 전달, 각 단말이 1:1 연결된 것처럼 동작)

• 2계층 장비 : 브리지(스위치) 연결된 장치들의 IP와 MAC 주소를 모두 테이블 형태로 가지며, 원하는 목적지에 데이터 패킷을 전송하는 장치이다. 허브와 달리 스위치는 무작정 데이터 패킷을 뿌리는 것이 아니라, IP와 MAC주소를 기반으로 필요한 장치에게만 데이터 패킷을 전송한다. 만약에 일치하는 IP와 MAC주소가 없다면, 허브처럼 모든 장치에 데이터 패킷을 뿌려서(플루딩) 테이블을 갱신한다.

  포워딩 : 브리지의 기능으로 지나다니는 프레임을 보고 포워딩 테이블을 추가할 것이다. 이렇게 Learning을 한 것을 토대로 현재 도메인에 어떤 단말기의 주소가 없다면 포워딩 테이블을 보고 다른 도메인의 링크로 패킷을 전달하는 것을 말한다.

  도메인 나누기 의 역할도 한다. 여기서 도메인이란 단말기를 나누는 영역으로 영역 끼리는 동시에 데이터를 보내는 것이 가능하여 충돌이 발생하지 않는다. 이 방법을 통하여 반이중통신에서 일어나는 충돌의 문제를 줄일 수 있다.
  

  프레임 중계 : 목적지 단말에게만 프레임을 중계합니다.
  

  허브의 경우 하나의 선 같은 것이 있어서 이곳에 충돌을 하면 CSMA/CD와 같은 방식의 충돌 발생에 대한 처리를 한다. 이 충돌영역은 데이터 패킷을 보내는 주소가 달라도 일단 함거번에 받게되면 문제가 생긴다. 그에 비해서 브리지의 경우 버퍼가 있어서 이곳에 같이 들어온 데이터패킷을 저장하고 그리고 스위칭이라는 것이 있어서 동시에 전송또한 가능하다.
  

브리지와 이더넷 스위치의 동작 비교

• 브리지 : Store-and-forward - 한 프레임 전체 수신하여 저장 후 출력포트를 결정하여 중계
  

• 스위치 : Cut-Throigh - 목적지 부분까지만 저장하면서 주소 검사하여 적합한 목적지 포트로 중계, 전달지연시간 짧다. 이러한 방식의 브리지를 이더넷 스위치라 부른다.
  

LAN 스위치의 프레임 전달방식의 분류

• 3계층 장비 : 라우터

라우터의 중계동작

L2 스위치의 문제

1) broadcast overload : 많은 브로드캐스트로 트래픽이 범람한다.
2) Lack of multiple links : 단말을 연결하는 링크가 부족하다.

-> 스위치의 이러한 브로드캐스트의 문제와 포트가 부족한 문제를 해결하기 위해 라우터가 나왔다.

라우터를 경우 할 때마다 이더넷 헤더를 변경한다.

하지만 라우터도 문제가 있다.

모든 IP-level processiong을 software로 처리를 하려다 보니 너무 느리다. 그래서 고속 LAN과 고성능 L2 스위치가 보내는 패킷 처리 요구를 받아 들이기에는 한계가 있었다.

그래서 나온게 Layer 3 Switches

패킷 포워딩 로직을 하드웨어로 처리하는 L3Switch 장비 개발
L2에서 했던 포워딩과 L3에서 했던 라우팅을 모두 할 수 있음

• 4~7계층 장비 : 게이트웨이

이더넷 주소의 구성

보통 할당된 값은 unique한 값을 가진다. 이것이 MAC 주소