네트워크 cs 스터디 4주차 - 모네

맹수연·2021년 10월 2일
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CS 스터디

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[모두의 네트워크 CH4]

12. 데이터 링크 계층의 역할과 이더넷

12.1 이더넷

  • 데이터 링크 계층 : 랜에서 네트워크 장비 간 데이터를 정상적으로 주고 받기 위한 규칙을 정하는 계층
  • 이더넷 : 랜에서 적용되는 규칙 중 가장 많이 사용되는 규칙, 장비에 연결된 컴퓨터와 데이터를 주고 받을 때 사용
  • CSMA/CD : 이더넷에서 데이터의 충돌을 방지하는 규칙으로 사용하는 방식
    • CS : 데이터를 송신하고자 하는 컴퓨터가 케이블에 신호가 흐르고 있는지 확인한다
    • MA : 케이블에 신호가 흐르지 않고 있다면 데이터를 보내도 괜찮다
    • CD : 충돌이 발생하고 있는 지 확인한다

** 근데 요즘에는 CSMA/CD 거의 사용x

13. MAC 주소

  • 랜 카드 : 비트열을 전기 신호로 변환, MAC 주소가 정해져 있음
  • MAC 주소 (= 물리 주소) : 전 세계 유일, 48비트로 구성
  • MAC 주소 사용한 통신
    • OSI 모델 : 데이터 링크 계층

    • TCP/IP 모델 : 네트워크 계층

      → 이 계층들에서 이더넷 헤더 & 트레일러를 붙임 (캡슐화)

  • 이더넷 헤더 구성 (총 14byte)
    • 목적지 MAC 주소 (6byte)
    • 출발지 MAC 주소 (6byte)
    • 유형 (2byte) : 이더넷으로 전송되는 상위 계층 프로토콜의 종류 → 프로토콜 종류 식별 번호로 들어감
  • 트레일러 (FCS) : 데이터 전송 도중에 오류 발생 여부 확인

→ 이더넷 헤더 + 데이터 + 트레일러 = 프레임

  • 통신 과정 (컴퓨터 1에서 컴퓨터 2로 데이터 전송)
    1. 데이터 링크 계층에서 컴퓨터 1의 이더넷 헤더에 컴퓨터 2의 MAC 주소와 자신의 MAC 주소 정보를 넣은 후 트레일러 추가하여 프레임 생성

    2. 물리 계층에서 프레임 비트열을 전기 신호로 변환

    3. 네트워크 통해 전송

    4. 목적지 MAC 주소가 자신의 MAC 주소와 다른 컴퓨터의 경우 데이터 파기, 같은 컴퓨터만 데이터 수신

    5. 컴퓨터 2에서는 물리 계층에서 전기 신호로 전송된 데이터를 비트열로 반환

    6. 데이터 링크 계층에서는 이더넷 헤더 및 트레일러 분리(역캡슐화)

      **만약 컴퓨터 1과 3에서 2에게 동시에 데이터를 전송하면 충돌이 발생하므로 CSMA/CD 방식이 사용되어서 데이터 충돌을 방지함

14. 스위치

14.1 MAC 주소 테이블

  • 스위치 (=레이어 2 스위치, 스위칭 허브) : 데이터 링크 계층에서 동작
  • MAC 주소 테이블 : 스위치의 포트 번호 및 해당 포트에 연결된 컴퓨터의 MAC 주소를 등록하는 데이터베이스
    • MAC 주소 학습 기능 : 처음 스위치를 키면 아무것도 테이블에 등록이 되어있지 않지만 프레임이 전송된 후 해당 출발지 MAC 주소가 등록되어있지 않으면 테이블에 등록됨 (w/ 포트)

    • MAC 주소 필터링 : MAC 주소가 등록되어 있는 컴퓨터의 경우 프레임 전송 시 해당 목적지 컴퓨터에만 데이터가 전송됨

      **플러딩 : 목적지 MAC 주소가 테이블에 등록되어있지 않은 경우 송신 측 포트를 제외한 모든 포트에 프레임을 전송하는 것

15. 데이터가 케이블에서 충돌하지 않는 구조

통신 방식 : 전이중 통신 방식, 반이중 통신 방식

15.1 전이중 통신

  • 전이중 통신 : 데이터의 송수신을 동시에 통신하는 방식
    • 데이터를 동시에 전송해도 충돌 발생 x

    • 랜 케이블

    • 스위치

15.2 반이중 통신

  • 반이중 통신 : 회선 하나로 송신과 수신을 번갈아가면서 통신하는 방식
    • 데이터를 동시에 전송하면 충돌 발생
    • 허브 : 송수신이 나누어있지 않음

15.3 충돌 도메인

  • 충돌 도메인 : 충돌이 발생할 때 영향이 미치는 범위
    • 허브 : 연결된 컴퓨터 전체

    • 스위치 : 전이중 통신 방식 → 충돌 x , 일어난다고 해도 충돌 도메인 범위가 좁음

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