모두의 네트워크 - 4장 데이터 링크 계층 : 랜에서 데이터 전송하기

제 4장, 데이터 링크 계층 : 랜에서 데이터 전송하기

 

데이터 링크 계층?

랜에서 데이터를 주고받기 위해 필요한 계층

네트워크 장비 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층

이더넷(Ethernet)

• 네트워크 장비 간에 신호를 주고받는 규칙 중, 가장 많이 사용되는 것
• 허브와 같은 장비에 연결된 컴퓨터와 데이터를 주고받을 때 사용
• 수신자가 아닐 경우, 데이터를 무시하도록 하는 규칙
• 동시에 데이터를 보냈을 때 충돌(collision) 하지 않도록 하는 구조
  • 동시에 데이터를 보내면, 이더넷에서 데이터를 보내는 시점을 늦추는데, 이 방법이 CSMA/CD다.
  • CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, 반송파 감지 다중 접속 및 충돌 탐지)
    1. CS : 데이터를 보내려고 하는 컴퓨터가 케이블에 신호가 흐르고 있는지 아닌지를 확인한다.
    2. MA : 케이블에 데이터가 흐르고 있지 않다면, 데이터를 보내도 좋다.
    3. CD : 충돌이 발생하고 있는지를 확인한다.

이더넷 규격

• 이름 규칙
  • 통신 속도 + 전송 방식 + (하이픈 : 동축케이블/UTP 케이블 구분) + 케이블 
  • BASE는 BASEBAND라는 전송방식

 

MAC 주소

• 랜카드에는 MAC 주소라는 번호가 정해져 있다.
• 제조 시 새겨지는 주소, '물리 주소'라고 부르기도 한다.
• 전 세계에서 유일한 번호
• 48비트로 구성
  • 앞 24비트 : 랜카드를 만든 제조사
  • 뒤 24비트 : 제조사가 붙인 일련번호

 

이더넷 헤더

• OSI - 데이터 링크 계층, TCP/IP - 네트워크 계층
• 총 14byte
  • 목적지의 MAC 주소(6byte)
  • 출발지의 MAC 주소(6byte)
  • 유형(2byte) - 상위 계층 프로토콜 종류 (ex. IPv4, ARP, RARP, SNMP over Ethernet, IPv6)

 

이더넷 트레일러

• FCS(Frame Check Sequence) 
• 데이터 전송 도중 오류가 발생했는지 확인

 

프레임(Frame)

이더넷 헤더와 트레일러가 추가된 데이터

 

 

스위치(Switch) - 레이어 2 스위치 / 스위칭 허브

• 데이터 링크 계층에서 동작
• 내부에 MAC 주소 테이블(MAC Address table)이 있다.
  • MAC 주소 테이블? 스위치의 포트 번호와 해당 포트에 연결된 컴퓨터의 MAC 주소가 등록된 데이터베이스
• 프레임의 MAC 주소를 확인하고 등록되지 않은 MAC 주소일 경우, 등록함 => MAC 주소 학습 기능

 

플러딩(Flooding)

목적지 MAC 주소가 MAC 주소 테이블에 등록되어있지 않아 송신 포트 외의 포트에 모두 데이터(프레임)가 전송되는 것

등록되어 있었다면, 해당 주소에만 데이터가 전송됨=> MAC 주소 필터링

 

데이터가 충돌하지 않는 구조

• 전이중 통신
  • 데이터의 송수신을 동시에 통신하는 방식(ex. 컴퓨터 간 랜 케이블을 사용하여 직접 연결하는 방법, 스위치를 통해 통신하는 방법)
• 반이중 통신
  • 회선 하나로 송신과 수신을 번갈아가면서 통신하는 방식(ex. 허브를 사용하여 통신하는 방식)

 

충돌 도메인(collision domain)

• 데이터의 충돌이 발생할 때, 그 영향이 미치는 범위
• 허브의 경우, 연결된 컴퓨터 모두가 충돌 도메인.
• 스위치의 경우 충돌도 일어나지 않지만(전이중 통신), 해당 컴퓨터만 충돌 도메인

 

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참고자료

 

모두의 네트워크

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