데이터 통신 #10

게시 2024/01/07

By Jaemin Park 7 분읽는 시간

LAN

- 근거리 통신망(LAN : Local area network)은 작은 범위의 컴퓨터 네트워크이다.
- 모든 LAN은 매체 공유의 문제를 해결하기 위해 매체 접근 방법을 사용하였다.
- 데이터 링크층을 논리 링크제어(LLC : Local link control)와 매체 접근 제어(MAC)라고 부르는 2개의 부계층으로 나눈다.
- IEEE는 서로 다른 LAN 프로토콜을 위해 여러 물리층 표준도 제작하였다.

유선 LAN - 이더넷
무선 LAN - 무선 이더넷
무선 LAN - 블루투스

유선 LAN - 이더넷

- 이더넷을 제외한 유선 LAN은 대부분 사라졌다. (이더넷만 시대에 맞는 갱신이 가능했기 때문)
- 표준(10Mbps), 고속(100Mbps), 기가비트(1Gbps), 10기가비트(10Gbps) 이더넷을 소개한다. 현재는 10Gbps 이상의 이더넷으로 많이 발전되었다.
- IEEE 프로젝트 802 : 1985년 IEEE 컴퓨터 분회에서 다양한 제조업자들이 장치간의 상호 연결이 가능하도록 하는 표준을 만들기 위한 프로젝트

유선 LAN의 IEEE 표준

표준 이더넷 (10Mbps)
- CSMA/CD 방식
- 매체는 모든 지국들 사이에 서로 공유됨 – 버스형
- MAC : 접속 방식의 동작을 관장, 상위 계층으로부터 수신된 데이터를 프레임으로 제작, 부호화를 위한 PLS 계층으로 전달
- 비연결형 프로토콜 – 프레임의 독립 동작 = 프레임을 순서대로 받지 않는다. (비보장)
- 신뢰성 없는 서비스, 확인 응답을 제공하지 않음
- 프레임이 전달되지 못한(손실) 경우, 상위층 프로토콜에서 재전송 기능이 있는 프로토콜을 사용
이더넷 - 프레임 형식
- 7개의 필드
- 프리엠블(7byte) – 수신자 시스템에 프레임이 도착하고 동기화할 수 있게 해주는 7바이트 필드, 0과1이 반복된다.
- SFD(1byte) – 시작 프레임 지시기, 1바이트(10101011) 로 프레임의 시작을 알리고, 마지막 두 비트를 11로 함으로써 다음 필드가 목적지 주소임을 알림
- DA(6byte) – 목적지의 링크층 주소(MAC주소), 패킷 수신자
- SA(6byte) – 발신지의 링크층 주소(MAC주소), 패킷 송신자
- Type(2byte) – 유형, 프레임 내에 캡슐화된 패킷에 대한 상위 프로토콜(TCP) 정의
- Data : 데이터
- CRC(4byte) : 오류검출
- CSMA/CD를 위해서 최소 프레임과 최대 프레임의 길이가 제한된다. (CSMA/CD는 정확한 동작을 위해 프레임 길이가 제한된다.)
- 최소 프레임 = 64byte , 최소 데이터 길이 : 46byte
- 최대 프레임 = 1518byte, 최대 데이터 길이 : 1500byte
- 데이터를 제외한 필드의 합은 18byte
이더넷 - 주소 지정
- 이더넷 네트워크의 각 지국(개인PC)은 자신의 네트워크 카드(NIC : Network Interface Card)를 가짐
- NIC는 6byte 링크층 주소를 지국에게 제공
- 이더넷의 주소는 6byte(48bit)이며, 일반적으로 16진수로 표기 ex. 4A:30:10:21:10:1A
- 전체 주소 전송은 왼쪽에서 오른쪽으로, 각 바이트는 비트수준에서 오른쪽에서 왼쪽 순으로 전송
주소 전송 전체 6byte를 1byte 씩 나눠서 쓰면 A B C D E F 와 같다. 전체 주소 전송 순서는 A->B->C->D->E->F 이다. 이 때 A의 비트가 11110000 이라고 하면, 비트 단위에서 전송은 오른쪽부터 전송되므로 00001111 순으로 전송된다.
이더넷 - 구현
- Implementation(구현) : 10baseX 명명법을 사용. 숫자는 데이터, Base는 베이스밴드 신호, X는 최대 길이를 의미한다.
- 10baseX에서 T와F는 각각 UTP와 Fiber를 의미
고속 이더넷 (100Mbps)
- 표준 이더넷과 호환성 유지 ( 표준 이더넷과 동일한 48bit 주소 체계, 동일한 프레임 형식, 동일한 MAC 부계층 )
- 전파 속도 변화X
- 네트워크 최대 길이가 1/10이 되는 방식으로 속도 증가
- 자동 협상 기능 : 두 지국이 전송 모드 또는 데이터 속도를 협상할 수 있게 하는 기능
- 물리층의 변화 : 성형 구조 ( 표준 이더넷은 버스형 구조임 ) – 허브
버스형 구조(사진 - 위)와 성형(사진 - 아래) 구조
기가비트 이더넷(1Gbps)
- 호환성 구축 ( 표준 이더넷과 동일한 48bit 주소, 동일한 프레임, 최소-최대 프레임 길이 유지, 자동협상 기능 )
- MAC의 변화 : 반이중 & 전이중 접근 방식 제공 ( 대부분 전이중 방식 )
- 중앙에 스위치가 존재, 스위치로 인해 충돌이 없음
10기가비트 이더넷
- 전이중 모드만 지원 – 충돌 가능성 거의 없음
- CSMA/CD 사용 안함
- Encoding 방식의 변화
- 매체로 Fiber만 사용