5. 링크 계층
Multiple Access Protocols
multiple node들 사이의 충돌이 발생하지 않게 하는 것이 목적
이상적인 multiple access protocol
- 한 사람만 사용하려고 할 때에는 bandwidth를 모두 사용
- 전부 다 동시에 사용하려고 하면 1/n씩 공평하게 사용함
- 분산적이어야 함
- 간단해야 함
MAC (Medium Access Control) protocol
Channel Partitioning MAC
- TDMA: Time division multiple access 여러 명이 시간을 나누어서 접근 하나의 시간 단위를 n개로 나누어 배정한다 충돌은 발생하지 않지만, 나머지 슬롯이 낭비되는 문제 발생
- FDMA: Frequency division multiple access 다른 대역폭을 사용할 수 있게 하는 방법 TDMA와 마찬가지로 대역폭이 낭비되는 문제 발생
Random Access Protocol
- CSMA: Carrier sense multiple access listen before transmit, 전송하기 전에 우선 듣는다. 전송하는 노드 있을 경우 전송하지 않음, 없으면 그때 전송 Propagation delay가 있기 때문에 여러 노드가 동시에 듣고 같이 전송하는 경우 생길 수 있음 → 충돌 발생
- CSMA/CD: Collision detection CSMA에서 발생하는 충돌 해결 데이터 전송을 하고 충돌이 발생하면 즉시 전송을 멈춤 데이터 재전송시 binary backoff 사용
자신이 원할 때 데이터를 전송할 수 있지만 사용자가 몰릴 경우 전송 속도가 느려질 수 있음
Taking Turns
- polling master node를 통해 관리해서 master node에서 문제가 발생하면 전체가 피해를 봄
- token passing token을 돌리면서 돌아가면서 token을 가진 host만 전송, token을 분실하면 전체가 피해를 봄
→ 현실에서 사용되지 X
Ethernet
- preamble: ethernet임을 알려줌
- address: MAC 주소
- CRC: error checking
- data: 네트워크 계층의 packet이 들어감
CSMA/CD를 통해 동작
MAC address
개체를 저장하기 위해 사용하는 것으로 변하지 않음
앞 24bit: 제조사 번호
뒤 24bit: 제조사의 고유번호
- 이름: Host name
- 주소: IP address
- 주민번호: MAC address
ARP (Address Resolution Protocol)
IP 주소를 바탕으로 MAC이 무엇인지 알 수 있게 함
각 인터페이스에는 ARP table이 있고 IP 주소와 대응하는 MAC 주소가 적혀 있음
테이블에 원하는 정보가 없을 경우 테이블을 채워 넣은 프로토콜이 ARP 프로토콜
ARP request - LAN 전체에 broadcast
- destination address: broadcast
- source address: 자기 자신
- data: 원하는 IP 주소
ARP를 통해 gateway의 IP 주소(DHCP를 통해 알아냄)에 대응되는 MAC 주소를 알아냄 → ARP table에 기록
Switch
self-learning, flood를 통해 스위치 테이블을 관리함
본인은 MAC address를 가지지 않음
host에게 보이지 않고 연결만을 도와주는 기기
| Router | Switch |
|---|---|
| network layer devices | link layer devices |
| 라우팅 알고리즘을 통해 포워딩 테이블 관리 | self-learning, flood를 통해 스위치 테이블 관리 |
| IP Address 가짐 | MAC Address 가지지 않음 |
