네트워크 엑세스 계층

1. 이더넷과 CSMA/CD

• 이더넷이란?
  • 현대 (유선) LAN에서 가장 대중적으로 사용되는 기술
  • 물리 계층, 데이터 링크 계층 (네트워크 엑세스 계층) 스펙/프로토콜 정의
• 이더넷 기술
  • 물리 계층: 이더넷으로 통신이 가능한 케이블
  • 데이터 링크: 이더넷 프레임

==> 이더넷 표준 규격이 달라지면 케이블, 전송 속도 등이 달라질 수 있다.

• 이더넷 케이블 지칭: 전송속도 BASE - 추가 특성

==> 전송속도와 추가 특성

• 이더넷 프레임: 이더넷 네트워크에서 주고받는 데이터 형식
  • 프리앰블
    ==> 이더넷 프레임의 시작을 알리는 비트열, 송수신간의 동기화
    ==> 첫 7바이트는 10101010, 마지막 1바이크는 10101011(SFD)
  • 목적지/송신지 MAC 주소
    ==> 물리적 주소, 네트워크 장치(NIC)마다 할당된 고유한 주소
    ==> 네트워크 세상의 주민등록번호
    • NIC (네트워크 인터페이스)
      - 연결 매체와 호스트 연결(LAN에 접속하기 위한 하드웨어)
      - 프레임 판단, 폐기
      - 속도
  • 이더타입/길이
    ==> 1536 이상일 경우 : 이더타입
    ==> 1500 이하일 경우 프레임 크기
  • 페이로드
    운반할 데이터
  • FCS
    오류 검출을 위한 CRC 값이 명시되는 필드

2. 허브와 CSMA/CD

• 허브(hub)란?
  • 물리 계층의 장비
  • MAC 주소를 사용하지 않는다. (MAC 주소는 데이터 링크 계층 개념)
  • 호스트를 연결할 수 있는 포트 (port)
  • 주소 개념이 없기 때문에 모든 포트로 정보를 내보냄
• 허브의 중요 특징
  • 반이중 통신(half-duplex)
    ==> 송신 혹은 수신이 한 번에 한 번만 이루어지는 통신 (e.g. 무전기)
    ==> 오늘날의 송수신 장비는 대부분 전이중 통신을 한다.
            - 전이중 통신(full-duplex): 송신과 수신이 동시에 이루어지는 통신 (e.g. 전화)
    ==> 동시에 허브로 데이터를 전송할 경우 충돌(collision)이 발생
• 반이중 이더넷의 충돌을 해결하기 위한 CSMA/CD
  1. CS: Carrier Sense
     ==> 캐리어(반송파) 감지: 메시지 전송 전 현재 전송 중인게 있는지 확인
  2. MA: Multiple Access
     ==> 다중 접근: 두개 이상의 호스트가 동시에 네트워크에 접근 (충돌 발생)
  3. CD: Collision Detection
     ==> 충돌 감지: 잼 신호(jam signal)를 보낸 뒤 임의의 시간 동안 대기 후 재전송
• 허브 특성 정리
  • 전달 받은 신호를 모든 포트로 내보냄
  • 연결된 모든 호스트가 충돌 도메인
  • 반이중 모드로 통신
    ==> 이를 보완한 것이 스위치