[모두의 네트워크] Ch12~13 정리

Lesson12

데이터 링크 계층의 역할과 이더넷

• 랜에서 데이터를 주고 받으려면, 두 번째 계층인 데이터 링크 계층이 필요함.

• 데이터 링크 계층은 네트워크 장비 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층으로 랜에서 데이터를 정상적으로 주고받기 위해 필요한 계층임.

• 그 규칙들 중 일반적으로 가장 많이 사용되는 규칙 = 이더넷임

• 이더넷은 허브와 같은 장비에 연결된 컴퓨터와 데이터를 주고 받을 때 사용함.

• 허브는 약해지거나 파형이 뭉그러진 전기 신호를 복원시키고, 해당 전기 신호를 전달받은 포트를 제외한 나머지 포트에 전달함.

• 허브를 사용하는 랜 환경에서는 특정한 컴퓨터 한 대에 데이터를 보내려고 해도 다른 모든 컴퓨터에 전기 신호가 전달됨.

• 같이 보내려는 데이터에 목적지 정보를 추가해서 보내고, 목적지 이외의 컴퓨터는 데이터를 받더라도 무시하게 되어 있음.

• 허브는 들어온 데이터를 그대로 모든 포트에 보내기만 함. 그래서 더미 허브라고도 불림.

• 컴퓨터가 여러 대가 동시에 데이터를 보내면 데이터들이 서로 부딪힐 수도 있음. 이를 충돌이라고 부름

• 이더넷은 여러 컴퓨터가 동시에 데이터를 전송해도 충돌이 일어나지 않는 구조임.
  - 사실 데이터가 동시에 케이블을 지나가면 케이블 내에서 충돌할 수 밖에 없음. 그래서 데이터를 보내는 시점을 늦춤. 이처럼 이더넷에서 이 시점을 늦추는 방법을 CSMA/CD라고 부름.

• CSMA/CD에서 CS는 데이터를 보내려고 하는 컴퓨터가 케이블에 신호가 흐르고 있는지 아닌지를 확인한다는 규칙임.
• MA는 케이블에 데이터가 흐르고 있지 않다면 데이터를 보내도 좋다는 규칙임.
• CD는 충돌이 발생하고 있는지를 확인한다는 규칙임.
  → 지금은 효율이 좋지 않다는 이유로 CSMA/CD는 거의 사용하지 않음.
  다만 스위치라는 네트워크 장비를 사용하면 충돌이 일어나지 않음.

Lesson 13

MAC 주소의 구조

• 랜 카드는 비트맵(0,1)을 전기신호로 변환함. 랜 카드에는 MAC 주소라는 번호가 정해져 있음. 제조할 때 새겨지기 때문에 물리 주소라고도 부르는데 전 세계에서 유일한 번호로 할당됨.
• MAC 주소는 48비트 숫자로 구성됨. 앞쪽 24비트는 랜 카드를 만든 제조사 번호이고, 뒤쪽 24비트는 제조사가 랜 카드에 붙인 일련번호임. 이처럼, 앞의 24비트와 뒤의 24비트 모두 정해진 규칙이 있어 중복되지 않는 번호가 붙음. 그래서 전 세계에서 유일한 번호임.
• OSI 모델에서는 데이터링크 계층에 해당하고, TCP/IP 모델에서는 네트워크 계층에 해당하는데 이 계층에서 이더넷 헤더와 트레일러를 붙임.
• 이더넷 헤더는 목적지의 MAC 주소(6바이트), 출발지 MAC 주소(6바이트), 유형(2바이트) 이렇게 총 14바이트로 구성되어 있음.
• 이더넷 유형은 이더넷으로 전송되는 상위 계층 프로토콜의 종류를 나타냄.

• 유형에 프로토콜 종류를 식별하는 번호가 들어감.
• FCS : 데이터 전송 도중에 오류가 발생하는지 확인하는 용도로 사용
• 이더넷 헤더와 트레일러가 추가된 데이터를 프레임이라고 함. 즉, 네트워크를 통해 프레임이 전송되는 셈.
• 이더넷 헤더를 이용한 통신은 아래와 같은 순서대로 진행됨.
  → 발신 측은 이더넷 헤더에 데이터의 목적지인 컴퓨터의 MAC 주소와 자신의 MAC주소(출발지 MAC 주소) 정보를 넣고 데이터를 전송함.
  즉, 이 곳에서 캡슐화가 일어남. 데이터 링크 계층에서 데이터에 이더넷 헤더와 트레일러를 추가하여 프레임을 만들고, 물리 계층에서 이 프레임 비트열을 전기신호로 변환하여 네트워크를 통해 전송하는 것.
• 허브는 발신 측이 보낸 데이터를 포트로 수신하고 모든 포트로 전송함. 이 경우 데이터는 목적지를 제외한 다른 포트의 컴퓨터로도 전부 전송되지만 목적지 MAC 주소가 자신의 MAC 주소와 다르기 때문에 데이터를 파기함. 반면, 자신의 MAC 주소와 동일한 컴퓨터는 데이터를 수신함. 그 후, 물리 계층에서 전기 신호로 전송된 데이터를 비트열로 변환하고 데이터 링크 계층에서 이더넷 헤더와 트레일러를 분리함. 즉, 역캡슐화를 한 다음 데이터를 수신함.
• 두 발신 측이 한 곳으로 데이터를 전송하는 경우 CSMA/CD 방식을 사용함. 여기에서 충돌이 감지되면 발신 측 중 하나는 잠시 대기하고 있다가 데이터를 전송함.
• CSMA/CD 규칙이 있어서 데이터 충돌이 일어나지 않는 것임. 이더넷도 네트워크에서 발생할 수 있는 문제를 확실하게 고려한 규격임.