LAN(Local Area Network)
한정된 지리적 영역 내에서 컴퓨터와 다른 네트워크 장치들을 연결하여 데이터를 주고받을 수 있는 네트워크를 가리킨다
LAN은 집, 사무실, 학교등 작은 지역에서 사용되는 네트워크를 주로 로컬 환경에서 컴퓨터 간의 통신을 지원하기 위해 만들어집니다.
이더넷(Ethernet)
데이터를 전송하는 데 사용되는 표준화된 기수 중 하나로 이더넷은 주로 유선 LAN에서 사용되며, 데이터를 패킷(packet)형태로 전송합니다.
CSMA/CD라는 프로토콜을 사용해서 통신을 한다.
CSMA/CS 프로토콜이란?
한 마디로 '대충 알아서 눈치로 통신하자'
- 통신을 원하는 PC나 서버가 지금 네트워크상에 통신이 일어나고 있는지 확인
- 네트워크상에서 통신이 없어지면 무족건 자기 데이터를 네트워크상에 실어서 보낸다
다중 접근?
네트워크상에 여러 PC나 서버가 동시에 네트워크상에 데이터를 실어 보내는 경우가 있다.
이를 Multiple Access(다중접근)이라 하며, 동시에 데이터를 보내려다 부딪치는 경우를 충돌(콜리전,Collision)이 발생했다고 한다.
콜리전이 발생하게 되면 데이터를 전송했던 PC들은 랜덤한 시간 동안 기다린 후 다시 데이터를 전송하는 과정을 반복한다. (이는 우리가 느끼지 못할 만큰 작은 시간이다)
이더넷에서 콜리전이 발생하는 것은 CSMA/CD라는 특성상 자연스러운 일이지만, 너무 많은 충돌이 발생하게 되면 통신 자체가 불가능해지는 경우도 생길 수 있다.
토큰링?
토큰링 방식의 네트워크에서는 데이터를 전송하고자 하는 PC가 이더넷처럼 자기 맘대로 보내고 싶을 때 남들이 전송만 하지 않고 있으면 막 보내는 것이 아니다.
그 네트워크에서 오직 한 PC, 즉 토큰을 가진 PC만이 네크워크에 데잍를 실어 보낼 수 있다.
데이터를 다 보내게 되면 바로 옆 PC에 토큰을 건네주게 된다
(토큰 링 네트워크는 컴퓨터나 장비가 원형 또는 링 형태로 연결되어 있기 때문)
따라서 콜리전이 발생하지 않는다.
맥 어드레스(MAC Address)란?
미디어 엑세스 컨트롤 ( Media Access Control)에 관한 것 MAC(맥)이 이것의 준말이다.
네트워크 디바이스가 네트워크에서 고유하게 식별되는 주소입니다. MAC 주소는 네트워크 어댑터 카드, 네트워크 카드, 무선 랜 카드 등 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, NIC)에 할당되며, 이를 통해 네트워크 상에서 디바이스를 식별합니다.
MAC주소는 이더넷과 같은 유선 네트워크 및 Wi-Fi와 같은 무선 네트워크에서 사용되며, 네트워크 장비 간의 통신에서 중요한 역할을 한다. 라우터, 스위치, 컴퓨터 등 네트워크 디바이스는 모두 MAC 주소를 사용하여 데이터를 전송하고 받는다.
서로 다른 네트워크상의 호스트 A,B가 통신하는 과정
- A가 B에게 데이터를 전송하려한다
- 하지만, A가 브로드캐스트를 보내도 B는 그 메시지를 받아볼 수 없다 (중간에 있는 라우터가 A의 IP 주소를 보고 같은 네트워크 상의 호스트가 아님을 확인하여 브로드캐스트를 통과시키지 않기 때문에)
- 만약 그럼 A가 B에게 통신을 위한 MAC 어드레스를 요청하게 되면 라우터는 A에게 라우터의 MAC 어드레스를 보내준다 "A야 B에게 뭘 보내고 싶으면 내게 보내, 내가 전달해줄께"
- A는 라우터의 MAC 어드레스로 정보를 보내고 라우터는 B가 있는 네트워크에 정보를 전달해준다.
캐스트
1. 유니캐스트
현재 네트워크상에서 가장 많이 사용되는 트래픽이 유니캐스트이다.
전송되는 프레임 안에 출발지와 도착지의 주소 (맥 어드레스)를 써 넣어 보내는 방식
받는 PC의 주소를 프레임 안에 써넣는데, 이때 받는 PC의 주소는 하나이여만 한다.
주로 하나의 송신자가 하나의 수신자에게 데이터를 전송할 때 사용된다
- 목적지 지정: 특정한 목적지 호스트의 MAC 주소 또는 IP주소로 전송한다
- 1대1 통신 : 하나의 송신자가 하나의 수신자와 직접 통신하는 방식이다
- 데이터 프라이버시 : 특정 목적지로 전송하기 때문에 다른 호스트가 데이터를 엿보거나 수신하지 못하도록 보안적으로 강력한 특성을 가진다.
- PC성능저하 방지 : 자신의 랜카드 MAC 주소와 맞지않는 프레임일 경우 CPU까지 올려보내지 않고 해당 프레임을 버리게된다.
- 데이터 전송의 예시 : 이메일, 웹 브라우징, 파일 다운로드, 스트리밍 비디오 시청과 같은 다양한 인터넷 서비스 및 어플리케이션에서 유니캐스트 통신이 사용된다
2. 브로드캐스트
한마디로 로컬 랜에 붙어 있는 모든 네트워크 장비들에게 보내는 통신.
브로드캐스트는 특정 목적지 호스트가 없는 경우 또는 네트워크 전반에 메시지를 푸시하고 싶을 때 유용한 통신 방식이다.
- 목적지 없음 : 특정한 목적지 호스트를 가리키지 않으며, 네트워느 내의 모든 호스트에게 동시에 전송
- 네트워크 부하 : 브로드캐스트 메시지는 모든 호스트가 수신하기 때문에 대규모 네트워크에서 사용하면 네트워크 부하를 초래할 수 있다.
- 보안 고려사항 : 네트워크의 모든 호스트가 수신하므로, 보안 및 개인 정보 보호에 주의해야 한다.
3. 멀티캐스트
특정한 그룹의 호스트들에게 동시에 전송하는 효율적인 방식
- 목적지 그룹 : 특정 목적지 그룹에 속한 호스트들에게 동시에 전송됩니다, 이 그룹은 관심 있는 호스트들로 구성되며, 이러한 호스트들은 멀티캐스트 그룹에 가입하여 해당 그룹의 멀티캐스트 메시지를 수신할 수 있다.
- 효율적인 대역폭 사용 : 멀티캐스트는 특정 그룹에게만 데이터를 전송하므로 대역폭을 브로드캐스트보다 효율적으로 사용할 수 있다. 모든 호스트가 데이터를 수신하지 않으므로 네트워크 부하가 줄어듭니다.
- 서비스 검색 및 스트리밍 : 멀티캐스트는 서비스 검색, IPTV 및 IP멀티미디어 스트리밍과 같은 응용 프로그램에서 사용됩니다.
캐스트 종합 정리
- 유니캐스트는 가장 많이 사용되는 통신 방법으로, 목적지 주소를 하나만 적어서 특정한 PC에만 보내는 방식이다
- 브로드캐스트는 네트워크 영역 안에 있는 모든 PC들에게 한 번에 전송하는 방식이다. 이 경우 모든 PC가 CPU에 인터럽트를 걸기 때문에 PC의 성능이 떨어지게 된다
- 멀티캐스트는 특정 그룹 데이터를 보내는 경우 적당한 방법으로 유니캐스트와 브로드캐스트의 장점을 결합해서 한 번에 특정 그룹 맴버들에게 다 보내면서도 그룹 맴버 이외의 PC에는 영향을 주지 않는다는 특징이 있지만, 스위치나 라우터가 이 멀티캐스트 기능을 꼭 지원해야 한다는 제약이 있다
