CSMA/CD에 대한 궁금증

Q. 1계층 장비인 허브에서 발생하는 충돌을 2계층에서 CSMA/CD로 해결한다는 건, 2계층 장비로 스위치가 사용되지 않았을 때의 상황을 말하는 거지?

(스위치는 충돌이 거의 발생하지 않으니까 CSMA/CD 가 필요없다고 알고 있거든,,,)

스위치는 포트 간 통신을 직접 1:1로 연결(유니캐스트) → 충돌 자체가 발생하지 않아 CSMA/CD 필요 없다는건 맞음
이 설명은 네트워크에 스위치가 없고, 허브만 있는 ‘옛날 이더넷 환경’을 전제로 한 것

그렇다면 스위치도 없고 허브만 있던 옛날 이더넷에서는, CSMA/CD는 누가 수행한 거야? 어떤 2계층 장치가 그걸 처리했는데?

CSMA/CD는 네트워크 장비가 아니라, 이더넷에 연결된 각 호스트의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)가 수행했음

과거 허브 기반 이더넷에서의 구조

|              구성 요소            |                       역할                          |
| 허브 (1계층 장비)                  | 단순 신호 중계자 (브로드캐스트만 함), 아무런 충돌 방지 기능 없음 |
| NIC (호스트의 네트워크 인터페이스 카드) |     2계층 기능 담당, MAC 주소 처리, CSMA/CD 수행 주체     |

물리 계층의 장비

• 허브: 여러 장치를 물리적으로 연결하는 장비로 들어온 신호를 모든 포트에 브로드캐스트함
  • 충돌 허용 → 다음 계층인 데이터링크 계층에서 CSMA/CD 로 해결
  • 소규모 네트워크에서 장치들을 간단히 연결하려고 할 때 사용
    → 하지만 현재는 대부분 스위치(Switch)로 대체됨
    

CSMA/CD 프로토콜이란?

LAN의 통신 프로토콜 종류 중 하나로 이더넷 환경에서 사용함
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection = 대충 알아서 눈치껏 통신해~

• LAN(Local Area Network): 근거리 통신으로 작은 범위의 네트워크망을 의미
  • ex. 건물 내에서의 데이터 통신
• Carrier: 네트워크 상에 나타나는 신호
• 이더넷 환경
  • 네트워킹의 한 방식으로 이더넷 환경에서는 CSMA/CD 프로토콜을 사용
  • LAN을 위해 개발된 근거리 유선 네트워크 통신망 기술

통신 방법

1. 반송파 감지(Carrier Sense): 네트워크 상에 통신이 일어나는지 확인
   • 캐리어 감지 = 통신 중 → 대기
   • 캐리어 감지 X = 통신 중 X → 통신 시도
2. 다중 접근(Multiple Access): 두 서버가 데이터를 동시에 보낸 경우 다중 접근 발생
3. 충돌 발생(Collision Detection): 두 서버가 보낸 데이터가 충돌한 경우 장치들은 즉시 데이터 전송을 중지
   • 두 서버는 랜덤한 대기 시간(Backoff Time)을 대기한 후 다시 데이터를 전송
   • 충돌이 15번 발생하면 통신 중단