[모두의 네트워크] Ch14~16 정리

ssook·2024년 1월 16일

UTP 케이블 동축 케이블 스위치 이더넷 충돌 도메인 플러딩 허브

모두의 네트워크 정리

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Lesson14 - 스위치의 구조

Mac 주소 테이블이란?

스위치

데이터 링크 계층에서 동작, 레이어2 스위치 또는 스위칭 허브라고도 불림
스위치 내부에는 MAC 주소 테이블(=브리지 테이블)이라는 것이 있음. 이 테이블은 스위치의 포트 번호와 해당 포트에 연결되어 있는 컴퓨터의 MAC 주소가 등록되는 데이터베이스임.
스위치의 전원을 켠 상태에서는 아직 MAC 주소 테이블에 아무것도 등록되어 있지 않음.
컴퓨터에서 목적지 MAC 주소가 추가된 프레임 데이터가 전송되면
MAC 주소 테이블을 확인하고 출발지 MAC 주소가 등록되어 있지 않으면
MAC 주소를 포트와 함께 등록함. 이를 MAC 주소 학습 기능이라고 함.
이러한 학습 기능은 허브(더미 허브)에는 없는 기능임.
만약 MAC 주소 테이블에 목적지 MAC 주소가 없어 송신 포트 이외의 포트인 데이터가 전송되면, 플러딩(=홍수) 현상이 발생함. 있는 경우에는 테이블에 등록된 수신 측으로만 데이터가 전송됨.
→ 이처럼 MAC 주소를 기준으로 목적지를 선택하는 것을 MAC 주소 필터링이라고 함.
이를 통해 불필요한 데이터를 네트워크에 전송하지 않게 되는 것임.

Lesson 15 - 데이터가 케이블에서 충돌하지 않는 구조

전이중 통신과 반이중 통신

통신 방식에는 전이중 통신 방식과 반이중 통신 방식이 있음.

전이중 통신 방식 : 데이터의 송수신을 동시에 통신하는 방식
반이중 통신 방식 : 회선 하나로 송신과 수신을 번갈아가면서 통신하는 방식

전이중 통신 방식은 데이터를 동시에 전송해도 충돌이 발생하지 않지만,
반이중 통신 방식은 데이터를 동시에 전송하면 충돌이 발생함.
따라서 전이중 통신 방식을 사용하는 것이 안정성 측면에서 도움이 됨.

→ 스위치는 충돌이 일어나지 않는 구조로 되어 있기 때문에 전이중 통신 방식으로도 데이터를 충분히 주고 받을 수 있음. 허브를 사용하면 충돌이 생기면서 네트워크 지연이 발생하기 때문에 최근에는 네트워크로 스위치를 사용하는 것이 표준임.

즉 허브를 사용하면 반이중 통신 방식을 사용하지만,
스위치를 사용하면 전이중 통신 방식을 사용하기 때문에 훨씬 데이터 송수신 시의 효율이 높아짐.

허브는 반이중 통신 방식으로 동시에 데이터를 전송하면 충돌이 일어남.
충돌이 발생할 때 그 영향이 미치는 범위를 충돌 도메인이라고 부름.
따라서 허브는 연결되어 있는 컴퓨터 전체가 하나의 충돌 도메인임. ( = 충돌의 영향이 모든 컴퓨터에 미치는 것과 같음)
스위치는 데이터를 동시에 송수신할 수 있는 전이중 통신 방식이기 때문에
충돌이 일어나지 않고, 충돌 도메인의 범위도 컴퓨터 전체인 허브보다 좁음.

이를 보면 알 수 있듯 네트워크를 지연시키지 않기 위해서는 충돌 도메인의 범위를 좁히는 것이 매우 중요함.

[보강] ARP

ARP(Address Resolution Protocol)

목적지 컴퓨터의 IP 주소를 이용하여 MAC 주소를 찾기 위한 프로토콜임
이더넷 프레임을 전송하려면 목적지 컴퓨터의 MAC 주소를 지정해야 하는데, 출발지 컴퓨터가 목적지 주소를 모르면 MAC 주소를 알아내기 위핸 네트워크에 브로드 캐스트를 하는데 이를 ARP 요청이라고 함.
이 요청에 대해 지정된 IP 주소를 가지고 있지 않은 컴퓨터는 응답하지 않지만
지정된 IP 주소를 가진 컴퓨터는 MAC 주소를 응답으로 보냄. 이것을 ARP 응답(Reply) 이라고 함. 출발지 컴퓨터는 MAC 주소를 얻고 이더넷 프레임을 만들 수 있음.
출발지 컴퓨터에서는 MAC 주소를 얻은 후에 MAC 주소와 IP 주소의 매핑 정보를 메모리에 보관함. 이를 ARP 테이블이라고 하며 이후 데이터 통신은 자신의 컴퓨터에 보관된 ARP 테이블을 참고하며 전송함. 하지만, IP 주소가 변경되면 해당 MAC 주소도 함께 변경되므로 제대로 통신할 수 없음. 그래서 ARP 테이블에는 보존 기간을 ARP 캐시로 지정하고 일정 시간이 지나면 삭제하고 다시 ARP 요청을 진행함.
윈도에서 ARP 캐시의 내용을 확인하려면 arp - a 명령어를 사용하고 ARP 캐시의 내용을 삭제하려면 arp -d 명령어를 사용함.

Lesson16 - 이더넷의 종류와 특징

이더넷
: 케이블의 종류나 통신 속도에 따라 다양한 규격으로 분류됨.

이더넷 구성
10 BASE -T
라는 이더넷이 있으면 10은 통신 속도(Mbps 단위) / BASE는 전송 방식(BASEBAND : 펄스 신호에 의한 디지털 전송 방식) / T는 케이블의 의미임.

	규격 이름을 보면 전송 방식 다음에 **숫자가 붙은 것(동축 케이블)이 있고, 하이픈이 붙고 바로 뒤에 알파벳이 붙은 것(UTP 케이블)**이 있음.
	**동축케이블의 경우 케이블의 최대 길이를 100미터 단위로 표시하는데 케이블의 최대 길이가 500m일 경우 BASE5(예: 10BASE5)로 표기**함. 특히 UTP 케이블의 경우 케이블의 종류를 표시하는데 10BASE - T는 UTP 케이블을 말하는 것임.

	- 동축케이블 : 숫자가 붙은 케이블
	- UTP 케이블 : 하이픈이 붙고 바로 뒤에 알파벳이 붙은 케이블

ssook

개발자에서, IT Business 담당자로. BrSE 업무를 수행하고 있습니다.

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