IEEE 802 표준

많은 네트워크 장비 공급 업체들로부터 출시되는 관련 장비들간의 호환성 및 장비간 연동을 위하여 IEEE(전기 전자 전문가 협회)는 802 위원회를 조직하여
LAN 통신에 관한 표준화를 추친하였다.

토폴로지

• 네트워크에서 스테이션들을 연결하는 케이블의 구조, 방법 혹은 기하학적인 모양
• 다양한 방식으로 구성 가능
  성형(Star Topology)
버스형(Bus Topology)
트리형(Tree Topology)
링형(Ring Topology)

전송방식

아날로그 전송과 디지털 전송

아날로그 전송

• 아날로그 데이터는 전자파의 연속적인 값으로 구성되어 있음
• 이중나선이나 동축 케이블, 광섬유 등을 통해 전파하고 스펙트럼에 의존적
• 장거리 전송에는 증폭기를 사용하여 신호의 세기를 높어야 하지만 증폭기 잡음까지도 증폭되기 때문에 전송 품질이 좋지 않음
• 아날로그 전송을 통해서 디지털 데이터를 전송하려면 모뎀과 같은 장비가 있어야 함

디지털 전송

• 디지털 데이터는 크기가 불연속적으로 변화하는 전압 펄스의 연속으로 구성되어 있음
• 디지털 데이터의 장거리 전송을 위해서는 중계기가 있어야 하며 아날로그 데이터를 증폭기로 증폭할 때와 같은 신호의 일그러짐 현상은 일어나지 않음
• 고품질의 전송 서비스가 보장되고 전송 속도로 아날로그 전송보다 수십 배 이상 빠름

기저대역 전송과 광대역 전송

기저대역 전송방식(Baseband)

• 디지털 신호를 그대로 전송하는 방식
• 10Mbps 혹은 이 보다 높은 전송률을 가지는 하나의 전송 채널을 사용
• 보통 이진데이터를 맨체스터 혹은 차등 맨체스터 부호화 방식을 사용
• 버스 토폴로지에서 주로 사용
• 최대 1Km로 거리를 제한
• 멀티포인트 혹은 멀티드롭 구성상에서 시간 분할 다중화 방식(TDM)을 사용하여 데이터를 전송

광대역 전송방식(Broadband)

• 아날로그 신호로 변조하여 전송하는 방식
• 디지털 신호에 비해 먼 거리로의 전송이 가능
• 한번에 한 방향으로만 전송이 가능
• 부호나 음성, 화상등 멀티미디어 전송에 적합
• 여러 개의 채널을 사용하기 위해 주파수 분할 다중화 방식(FDM)을 사용

LAN 장비

허브

⏩ 차 바퀴의 중심부분과 같이 각 컴퓨터들의 중앙 연결지점을 제공하는 네트워크 장비
⏩ 단순히 하나의 스테이션에서 수신한 신호를 정확히 재생하여 다른쪽으로 내보내는 장치
❔ 더미허브(Dummy Hub)

• 단지 네트워크에 있는 컴퓨터들 간의 중계 역할 만을 담당하는 장비
• 일반적으로 네트워크의 전체 대역폭을 각 스테이션이 분할하여 쓰는 방식
• 허브에 연결된 스테이션이 어느 정도 이상 증가하게 되면 네트워크의 심각한 속도 저하가 발생
• 보통 10대 정도의 소규모 네트워크 환경에서 주로 사용

❔ 스위칭 허브(Switching Hub)

• 스위칭 기능을 가지고 있는 허브로 스테이션들을 각각 Point to Point으로 접속시키는 장비
• 전 이중 방식으로의 통신
• CSMA/CD 방식의 네트워크에서도 충돌이 발생하기 않기 때문에 더미 허브보다 훨씬 우수한 전송 속도를 보장

❔ 스태커블 허브(Stackable Hub)

• 네트워크가 계속 확장될 때 허브와 허브 사이를 연결하는 장비
• 스태커블 허브끼리는 케스케이드(Cascade) 케이블이라고 하는 전용 케이블을 사용
• 허브와 허브를 일반 허브로 연결하면 전송 속도의 저하가 일어날 수 있지만 스테커블 허브를 사용하면 그런 현상이 일어나지 않음

브리지

⏩ 복수의 LAN을 결합하기 위한 장비로 데이터 링크 계층에서 작동하는 네트워킹 장비
⏩ 전체 프레임을 수신할 때까지 전송하지 않지만, 프레임의 내용을 변경하지 않음
⏩ 브리지의 역할

• 서로 다른 LAN을 목적에 따라 서로 연결함으로써 LAN들 간의 상호 작용성을 높임
• 전체 네트워크에 대한 스테이션의 수 혹은 거리를 확장
• 네트워크에 연결된 많은 수의 스테이션에 의해 야기되는 트래픽 병목현상을 줄임
• 네트워크를 분산적으로 구성함으로써 보안성을 높임

⏩ 수행동작

• Learning : 각 PC들의 MAC Address를 MAC Table에 저장
• Flooding : 들어온 포트를 제외한 나머지 모든 포트로 정보 전달(MAC Table에 해당 MAC 주소가 없으면 실행)
• Forwading : 해당 포트로만 정보 전달(MAC Table에 정보가 있을시 그 정보대로 전송)
• Filtering : 같은 세그먼트일시 브리지를 넘지 못하게 하여 Collision Domain을 나눌 수 있다.
• Aging : Table을 갱신 후 300초가 지나도 더이상 그 주소로 프레임이 들어오지 않으면 테이블에서 삭제

스위치

⏩ 브리지의 기능을 확장하여 고속으로 프레임을 전달하기 위해 개발
⏩ 스위치는 어떤 주소를 가지냐에 따라 구분됨

• L2 : MAC주소
• L3 : 프로토콜 주소
• L4 : 세션 프로토콜

⏩ 동작 방식에 따라 구분됨
Store - And - Forwarding

• 전체정보를 다읽고 오류가 없는 프레임만 저장하여 보내며, 오류가 있는 프레임은 삭제한다.
• 에러 복구 능력이 뛰어남, 안정성이 높다
• 전체 정보를 읽기 때문에 처리 속도가 느림

Cut-Through 방식

• MAC헤더의 목적지 주소를 확인한 후 즉시 전달하는 방법
• Store - And - Forwarding 방식 보다 처리 능력이 빠르다
• 에러 복구 능력에 약점이 있음, 안정성이 낮음

Fragment-Free

• Switch가 프레임에 64Bytes까지 검사한 후 전달을 시작한다.
• Store - And - Forwarding과 Cut-Through 방식의 장점을 결합한 방식

스위치 VS 브리지

차이점1
스위치 : 하드웨어적 처리방식
브리지 : 소프트웨어적 처리방식
처리속도 : 스위치 > 브리지

차이점2
브리지 : 포트들이 같은 속도를 지원
스위치 : 포트들이 서로 다른 속도를 지원

차이점3
브리지 : 2~3개의 포트를 제공
스위치 : 포트수가 브리지에 많음, 몇십 또는 몇백개

차이점4
브리지 : Store-And-Forward 방법만 사용
스위치 : Cut-Through 혹은 Store-And-Forward 방식 사용

라우터

⏩ 인터넷에서 IP 네트워크들 간을 연결하거나 IP 네트워크와 인터넷을 연결하기 위해 사용하는 장비

⏩ 네트워크 계층에서 동작

⏩ 단순히 통신망을 연결해주는 브리지 기능에 더하여 경로배정표에 따라 다른 통신망을 인식하여 경로를 배정

⏩ 수신된 패킷에 의하여 다른 통신망 또는 자신이 연결되어 있는 통신망 내의 수신처를 결정하여 여러 경로 중 가장 효율적인 경로를 선택하여 패킷을 보냄

⏩ 통신흐름을 제어하며 통신망 내부에 여러 보조 통신망을 구성하는 등의 다양한 통신망 관리 기능을 수행

⏩ 라우터의 기능

• 이 기종 LAN 간 및 LAN을 WAN에 연결하는 기능
• 효율적인 경로를 선택하는 라우팅 기능
• 에러 패킷에 대한 폐기 등의 기능 등

⏩ 라우팅 테이블의 관리 기법에 따른 라우터의 분류
정적 라우팅(Static Routing)
라우터 상에서 관리자가 수동적인 방법으로 라우팅 테이블을 관리

동적 라우팅(Dynamic Routing)
라우팅 정보의 교환을 통하여 라우팅 테이블을 자동적으로 관리