네트워크 물리 계층

OSI 7계층

• 네트워크 구성요소를 7개의 계층으로 역할을 나눈 표준 모델
• 각 계층별 역할을 통해 통신 규격 (프로토콜)을 만족
• 일부 하위계층은 하드웨어에서 구현되며 상위 계층은 소프트웨어로 구현

OSI 7계층
Applocation	email, Web브라우저, FTP
Presentation	문법, 구문 체계 확립
Session	프로그램간의 논리적 접속
Transport	양쪽 끝간의 신뢰성 보장
Network	해당 주소 첵{에 따라 경로 설정
Datalink	두 node간의 통신 관여, 흐름제어
Physical	일련의 2진 bit(전기적 신호를 매체로 전달)

네트워크 디바이스

NIC (Network Interface Controller)

• 네트워크 장비와 LAN 사이의 통신을 준비
• 전송될 데이터를 병렬에서 직렬로 전환
• 빠른 전송을 위해서 데이터를 코딩 및 압축
• 목적지 장비의 NIC는 데이터를 수신하고 CPU로 데이터를 전달
• Access Control 기능이 구현된 하드웨어와 펌웨어가 들어있다
  
  

연결 방식

• 유선 혹은 무선으로 설계될 수 있다
• 이더넷, 기가비트 이더넷, 광섬유, 토큰링
  
  

네트워크 칩

• CS8900A 특징
  • Cyrus Logic에서 개발된 10Mbps(초당 보낼 수 있는 비트 수)를 지원하는 Enthernet Controller
  • IEEE(표준 기관) 802.3 기준을 따른다

이더넷 계층 구조

• LLC : 흐름 제어와 오류 제어를 담당한다
• MAC : CSMA / CD 접근 방법에 대한 동작을 담당한다
  
  

어더넷 프레임 포멧

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• 프레임 Encapsulation 과 Decapsulation 중 전송 시

1. 한번에 보내는 적절한 프레임 바이트 수 (5381, 1021 또는 full 프레임)가 CS8900A 메로리에 전송되고 네트워크에 접속할 수 있게 한다
2. 이어서 MAC은 Start-of-Frame Delimiter(SFD, 10101011b)뒤에 7byte preamble(101010b...)을 전송한다
3. SFD와 FCS사이의 데이터는 host에서 공급된다. CS8900A가 제공하는 FCS 생성기는 inhibitCRC bit가 set 됨에 따라 비활성 된다
   
   

칩의 레지스터

• 레지스터의 기본적인 접근 방법
  • PacketPage Pointer Port를 통해 접근하며 기본주소(base address)에 0x00A(ADD_PORT)를 더해서 결정된다
  • 레지스터의 데이터를 읽거나 쓸 때는 PacketPage Pointer Port에 먼저 레지스터의 offset을 쓰고나서 data port를 통해 처리한다

### 네트워크 프로토콜 스택

커널 부팅과 네트워크 디바이스 드라이버

• 커널 초기화 과정
  • 네트워크 디바이스 드라이버가 커널에 올라가 동작 대기
• 등록된 네트워크 디바이스 드라이버의 확인
  • cat /proc/net/dev
    • Receive, Transmit의 bytes, packets, errs, drop fifo frame..

물리 계층 (physical layer)

• 물리적인 케이블에 해당하는 계층

• 물리적 매체를 통한 비트 스트림 전송에 요구되는 기능을 담당

• 물리적 장치와 인터페이스가 전송을 위해 필요한 기능과 처리절차 규정

• 물리층의 데이터는 어떤 해석이 필요없는 비트의 스트림(0, 1의 연속)으로 구성되는데, 비트를 전송하기 위한 전기적, 광학적 신호를 부호화하는 유형을 규정(0, 1을 신호로 변환시키는 방법)한다
  
  

물리 층의 주요 기능

• 인터페이스와 매체의 물리적인 특성 : 장치와 전송매체 간의 인터페이스 특정을 규정

• 비트의 표현 : 비트를 전송하기 위해 전기적 또는 광학적인 신호로 부호화

• 데이터 속도 : 신호가 유지되는 비트의 주기를 규정

• 비트 동기화 : 송신자와 수신자는 같은 클록(같은 비트)을 사용
  
  

물리계층을 위한 프로토콜

• MAC (Medium Access Control) 필요

  • 필요한 이유는 전달하고자 하는 두개의 HOST에서 한쪽에서 보낼 때 상대쪽도 보내면 충돌이 일어나기 때문에 회선을 경쟁적으로 사용한다
  • MAC 주소는 디바이스를 식별하기 위한 주소

• 자유 경쟁 (선착순)

  • 경쟁을 위한 알고리즘 존재 (CSMA / CD : 충돌을 감지한 다음에 일정시간이 지나고 다시 보낸다)