18. 전이중 이더넷
스위치의 역할 => MAC 주소 필터링을 통해 수신처가 다른 프레임이 동시에 스위치에 도달해도 충돌을 일으키지 않게 교통정리를 해줌!
BUT 수신처가 같은 프레임이 동시에 도달한다면???
그 역할을 하는 것이 Buffering(버퍼링)!
버퍼링
버퍼
일시적으로 데이터를 기록해둘 수 있는 기억기기(메모리)
수신처가 같은 프레임이 동시에 도착하면, 그 수신처에 연결되어있는 포트는 한 개인데 프레임은 2개니까 거기서 충돌💥이 일어나게 됨
이 경우 충돌을 방지하기 위해서
충돌할 것 같은 프레임을 버퍼에 일시적으로 저장하는 것!
=> 수신처 같은 프레임이 2개 도달했을 때, 한 개는 송신하고 한 개는 일시적으로 버퍼에 저장해놨다가 첫 번째 프레임 송신이 끝나면 저장해뒀던 프레임을 송신시키는 것
버퍼의 용량
수신처가 같은 프레임이 계속 오는 경우 버퍼의 용량은 제한되어있음
이런 경우,
백 프레셔(Back Pressure) 또는 IEE802.3x라는 규격을 사용해서 송신을 중지시킴 (버퍼가 부족하니 송신을 중지시켜요!!)
스위치의 역할
충돌 도메인을 작게 만들지 않아도 스위치를 이용해 충돌 도메인을 분할하여 충돌 발생을 막을 수 있음!!
백프레셔
버퍼 용량 초과직전에 JAM신호(충돌을 알림)를 송신하여 충돌이 일어났다고 판단하고 송신을 중지하게 함
IEE802.3x
버퍼 용량 초과직전에 PAUSE프레임이라는 IEE802.3x 전용 프레임을 송신하여 일시적으로 송신을 중지하게 함
전이중 이더넷
스위치를 사용하면 충돌이 발생하지 않게 된다고 했다.
근데 이더넷에서는 이미 충돌을 방지하기 위해 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)이라는 엑세스 제어를 사용한다고 했는🤔데?
게다가 CSMA/CD는 반이중 통신이라 효율도 나쁜데,
스위치를 사용하면 굳이 CSMA/CD도 써야하는 건가?
반이중 통신이란?🤔
누군가 송신중일때는 송신 불가능, 내가 송신 중일 때는 수신 불가능
반이중 통신의 반대말이 전이중 통신(Full Duplex)
동시에 송신과 수신을 할 수 있다는 뜻!
스위치를 사용한 경우에는 충돌을 염려할 필요가 없기 때문에 CSMA/CD를 사용할 필요가 없다. 즉, 전이중 통신을 할 수 있다 => 스위치를 사용해 전이중 통신을 하는 것을 전이중 이더넷이라고 함!
19. 3계층의 역할과 개요
복습TIME
- 1계층은 전기적인 '케이블이 연결되어 있는 상대에 대한 신호 전달'
- 케이블을 통해서 신호를 건네주는 역할 - 2계층은 '신호 송수신 가능한' 상태에서 '세그먼트 내에서 어떻게 데이터를 주고받는지'에 대한 것
- 그 상위층으로 신호를 제대로 송수신하기 위한 순서를 생각하는 역할
☝🏻 OSI 참조모델에서 잊지 말아야 할 내용
- 상위 계층은 하위 계층을 생각하지 않는다
- 신호를 운반하는 것이 1계층의 역할이다
- 상위인 2계층은 신호가 운반된다는 전제하에서 컴퓨터나 기기 간에서 데이터를 송수신하는 역할을 한다
세그먼트
라우터와 라우터 간의 범위
세그먼트 내에서 데이터의 송수신을 하는 것 => 2계층의 역할
세그먼트 내에서가 아니라 세그먼트 간에서의 데이터 송수신을 하는 것이 3계층의 역할
네트워크
3계층에서 사용하는 '네트워크'
좁은 의미의 네트워크로 '세그먼트'와 동의어
라우터와 라우터로 분배된 컴퓨터 그룹
네트워크 간에서의 데이터 송수신 => Inter-Network
3계층은 인터넷 작업을 수행하는 것이 그 역할임
인터넷 작업을 통해 떨어진 위치에 있는 컴퓨터끼리 데이터 통신이 가능하게 됨
Inter-Network
네트워크: 컴퓨터 그룹 = 2계층까지의 세그먼트와 같은 범위
- 네트워크 내의 컴퓨터끼리는 2계층에 의해 연결되어있음
그렇다면 2계층까지만으로도 데이터 송수신이 가능한데 3계층은 왜 필요한거?🤔
2계층까지의 기능만으로는 큰 네트워크를 구성할 수 없기 떄문!! 이 '큰' 규모라는 것은 컴퓨터의 수를 말한다
허브나 스위치를 통해 더 많은 컴퓨터들을 연결하면 되잖아?
하지만 그게 그렇게 간단하지 않음.
스위치를 사용하면 충돌이 없어지기는 하지만 스위치의 브로드캐스트('전체 수신'으로 송신된 데이터)를 제어하지 않는다는 문제는 해결되지 않아.
즉, 브로드캐스트를 송신하면 그 브로드캐스트 도달범위를 파악해야하니까 그만큼 컴퓨터의 처리가 증가하고 이는 컴퓨터 대수에 비례해서 증가하게 됨.
게다가 라우터를 넘어서는 브로드캐스트는 송신되지 않음. 즉 1개의 큰 네트워크를 복수의 네트워크로 나눠서 브로드캐스트가 도달하는 범위를 제한할 수 있음
여기서 문제는, 네트워크와 네트워크 간의 데이터를 어떻게 송수신 할지!??
여기서 등장하는 개념이 인터 네트워크(Inter network)
즉, 3계층의 역할은 떨어진 위치에 있는 컴퓨터끼리 데이터 통신을 가능하게 만듦!
20. 인터넷 프로토콜
Inter-Network를 하기 위해 필요한 것은 크게 2가지
- 어드레싱
- 라우팅
어드레싱
2계층 이더넷에서는 어드레스로 MAC 주소 사용
반면 3계층에서는 MAC주소 사용할 수 없음 ➡️ 장소를 특정할 수 없는 주소이기 때문!
3계층은 다른 네트워크에 데이터를 전송하는 것이고 컴퓨터 수도 비약적으로 많아지기 때문에 '어디'라는 정보가 필요함 ➡️ 3계층을 위한 주소가 필요함!
논리주소와 물리주소
논리주소
- 위치에 구애받지 않고 장치를 식별할 수 있도록 도와줌
- 전 세계 어디에서나 이메일 주소를 사용하여 이메일을 보낼 수 있음
- 예시: 이메일 주소
물리주소
- MAC주소 ➡️ 특정 네트워크 내에서만 의미를 가짐
- 지리적으로 고정되어있으며 특정 지역내에서만 의미가 있음
라우팅
수신처까지 어떤 경로로 갈 지 결정하는 것. 즉 복수의 네트워크가 연결되어있고 전달하고 싶은 수신처가 여러개의 네트워크를 경유해야 도달할 수 있다고 할 떄 이런 경우 어느 네트워크를 경유해서 갈지 결정하는 것!
이 것을 행하는 기기가 바로 라우터
IP(Internet Protocol)
어드레싱과 라우팅에 의해 인터넷 작업을 수행하기위한 프로토콜로서 TCP/IP 프로토콜군에서 사용되는 것이 IP
IP는 현재 IPv4, IPv6 2가지 버전으로 사용하고 있음
IPv4와 IPv6 사이에는 호환성이 없음 ➡️ IPv4만 사용하는 컴퓨터는 IPv6을 사용하는 컴퓨터와 데이터 송수신을 못한다는 뜻
IPv6은 앞으로 보급될 버전. 현재까지는 구 버전인 IPv4쪽이 우세함
IP가 Inter Network를 하기 위해서 하는 일은 IP가 데이터에 붙이는 헤더를 보면 잘 알 수 있음
캡슐화💊 : IP헤더 + IP데이터그램 ➡️ PDU
IP헤더에서 중요한 것은 송신처와 수신처의 IP주소
21. IP주소 1
IP주소의 특징
- 계층형 주소
- 네트워크 관리자가 컴퓨터에 할당함
- MAC주소는 IEEE가 붙인 벤더코드와 벤더가 붙인 할당코드로 이뤄져있어 사용하는 쪽에서 변경이 불가함
- 반면 논리주소는 네트워크 관리자의 필요에 따라 자유롭게 붙일 수 있음 - MAC주소처럼 고정되어있지 않음. 논리주소는 '어디에 있든' 어느 컴퓨터든' 이라는 의미이기떄문에
- 어떤 인터페이스가 고장나서 다른 인터페이스로 교환했다고 하더라도 논리 주소는 바뀌지 않음
- 인터페이스가 어떤 것이든 상관없이 접속할 때마다 논리주소가 붙여짐
논리주소에도 등장하는 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트
그 중 유니캐스트 주소의 논리 주소 중 네트워크를 표시하는 번호는 접속되어 있는 모든 네트워크에서 유일해야 함. 다르 네트워크에 있다면 같은 번호여도 되지만 같은 네트워크 안에서는 유일해야한다는 뜻!
예를 들면 '안산'이라고 했을 때,
서대문구에 있는 안산은 그 안산이 유일
하지만 전국구로 본다면 경기도 안산도 있고 다른 안산이라는 이름의 지역이 많을 것..
하고 싶은 말은 다른 네트워크에 같은 번호를 가진 것이 있어도 네트워크가 번호가 다르기 때문에 결과적으로 유일하다는 것!
네트워크에서 유일한 주소 ➡️ 네트워크 번호 + 컴퓨터 번호
IP 주소
- IP주소는 IPv4에서 32비트임 cf) MAC주소는 16진수 12자리 48비트
- 8비트마다 10진수로 표기함. 비트 사이에 점을 찍는다
- 8비트의 단락을 옥텟(Octet)이라고 함
