Ethernet 이란

kyoungyeon·2022년 6월 18일
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의문점

iec 61850에서 반복되는 커뮤니케이션 ,
레벨/ 스택은 무엇인지 모르겠다
OSI 7 계층 TCP/IP 계층과 관련이 있는데, 프로토콜 종류를 명확하게 파악하지 못했다.
level 이 iec에서는 다른 명칭으로 쓰이는데 그것에 대해서도 파악이 어려웠다. (이게 물리적인 level인건지, 그냥 계층의 개념인건지..)
팀 미팅에서 말한것처럼 데이터 링크계층에서 사용하는 프로토콜인지 확인차
불명확해서 확인함

원인 분석

  • 데이터가 어떻게 들어오는지에 대한 지식이 없었다. 단순히 jwt 데이터 처럼 들어오지 않을까라고 추측만 난무함 =>전혀 다름.
  • jwt payload는 body에 가깝다.
  • 페이로드는 전송되는 데이터 자체를 지칭하고 있습니다. (업무와 관련된 정보 - 엔티티?)
  • 보통 데이터를 전송할때는 헤더, 바디, 메타 데이터와 같은 정보로 이루어져 있는데 전송 목적이 되는 데이터만 포함하고 그 데이터와 함께 전송되는 헤더나 메타 데이터는 제외하고 이야기 됩니다
  • payload는 프로그래밍에서 주로 메시지 프로토콜(message protocols) 중에 프로토콜 오버헤드(protocol overhead)와 원하는 데이터를 구별할 때 사용 됩니다.
  • 흥미있는 데이터
{
  "status":"OK",
  "data":{
    "message":"Hello World~!"
  }
}

Happy Memory + ies (행복한 기억들의 기록):티스토리

  • 데이터 단위 차이를 몰랐음 => 기본부터 하자.
  • 네트워크와 프로세스 과정에 대해 모호한 지식이 있었다. => 정리정돈하자.$

Flow

ethernet , goose, tcp.ip / asci 에 대해 위 IEC 61850 구조와 비교 분석

1 데이터 인풋.
각 데이터에는 헤더가 항상 따라붙는다.

  • 처음은 데이터 스트림 형태로 들어온다
  • 계층을 지나면서 각 계층별 헤더가 붙는다 (다음계층의 주소 (destination),원 주소 (source)
  • 계층별 데이터 단위를 부르는 이름이 다름
    • segment, datagram : 전송계층(4) tcp/udp 등의 데이터 단위
      • datagram (upd , 다른 계층에서 ), segment(tcp)
        스스로 포함되거나 독립적인 데이터 엔티티 및 관련 정보를 전달한다. (엔티티 - 업무에 필요한 정보 1)반드시 특성이 포함되고 2) 다른 엔티티와의 최소 한개 이상의 관계 형성 3)유일한 식별자로 구분 4)영속적인 인스턴스 집합)
    • packet : 네트워크 계층 (3) ip 등의 데이터 단위
    • frame : 링크 계층(2) wifi/bluetooth/Ethernet 등의 데이터 단위
    • payload : 물리적 계층(1)의 이더넷 프로토콜의 데이터 단위
      (https://happymemoryies.tistory.com/28)

패킷?

  • 네트워크 계층의 형식화된 데이터 단위
  • 모든 OSI 계층에 반드시 연결되어있지 않다

이더넷 ?

  • 물리계층에서 = LAN,MAN, WAN 기술규격, 신호,배선을 의미하는 것이고

  • 데이터 링크계층에서 = 물리주소인 mac 패킷과 프로토콜의 형식을 정의한다.

  • 전송 매체 : 동축 케이블,

  • 상호 연결 장치 : 허브, 네트워크 스위치, 브릿지, 리피터, 라우터 등.

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물리주소 mac 이란

  • 네트워크에 연결된 각 기기기들이 고유한 mac address 를 가지고 상호간 데이터를 주고받는다.
  • 라우터에 mac 주소가 있음 (LAN, WLAN 모듈을 위한)
  • 48bit = 6byte 의 MAC 주소를 확인할 수 있다.

이더넷 허브란

  • 여러대의 컴퓨터, 네트워크 장비를 연결하는 장치

  • 허브 내에 라우터/ 3계층 스위치등이 연결되어있으면 더 높은 계층 (물리계층)의 네트워크와도 연결 가능

  • 허브와 컴퓨터간 연결에는 utp 케이블, RJ45 커넥터가 쓰인다

    • RJ45케이블
  • 브로드 케스팅 ( 한 컴퓨터에서 주고받은 데이터가, 같은 허브에 연결된 다수의 컴퓨터에 전달될때)

    • UMTS 라우터 뒷면 LAN, WLAN mac 주소
  • 허브 단점1:
    자신의 인터페이스에 연결된 컴퓨터의 MAC 주소를 저장/관리 하지 않는다 -> 패킷의 출발지와 목적에 대한 정보가 없다 -> 목적이 없는 정보가 없는 상태에서 패킷을 전달하려면?
    A: 다 보내야 한다. (모든 포트에 패킷 전달) => 비효율. 속도느려짐, 충돌 발생.

  • 허브 단점 2: 충돌 감지를 위해 반이중 방식을 채택 => 비효율

이더넷 스위치란

  • L2, ~ L7 스위치가 존재한다.
  • 각 스위치의 숫자는 레이어 번호와 연관되어있다. (데이터 링크, 네트워크, 전송 계층, 응용계층)
    - L2 : mac 주소 테이블을 참조해서 스위칭(바꾼다)

    일반적인 스위치와 동일한 의미
    • L3 : 라우팅 테이블( ip 정보, 프로토콜 정보)을 참조해 스위칭
      일반적인 스위치 + 라우팅 기능
      패킷 목적지 -> 외부에 존재하는 ip ->동작가능
      프로토콜 기반
    • L4 : tcp / upd 의 헤더(포트)를 보고 적절한 서버로 스위칭
      포트별로 프로토콜 판단해 전송 및 분류
      우선순위로 판단(로드 밸런싱) 가능
      l3에 가상 랜 기능과 그룹화 부하분산 설정 추가 포함
      단점 1: 응용프로그램의 다양한 형태의 패킷 내용은 보기 힘듬 ( VoIp, P2p)
      단점 2: 사용자 ip 가 수시로 변경될때 연속 서비스 제공 어려움
    • L7 : 애플리케이션 정보(패킷 ip, 포트번호, url 정보, 쿠키, playload 정보)를 확인함
      불필요한 트래픽 차단
      네트워크 공격 완화

  • 허브와 비슷하지만 , 훨씬 향상된 네트워크 속도 제공
  • 각 데이터가 허브처럼 모든 컴퓨터에 전송되는게 아닌, 데이터를 필요로만 하는 컴퓨터에 전송됨
  • MAC 주소와 포트번호가 기록된 MAC 주소 테이블을 이용해 MAc 주소를 가진 해당 장비의 포트로만 프레임 전송
  • 병목현상이 상대적으로 잘 생기지않음
  • 포트를 1:1 로 연결, 전송중 패킷 충돌 방지함 => 더 빨라짐
  • 전이중 통신방식 (= 송수신이 동시에 일어남)
  • 스위칭 허브, 포트스위칭 허브라고 불림
    REFER
허브스위치
이더넷 네트워크 LAN
다수 컴퓨터 연결
하나의 라우터에서 연결된 다수의 컴퓨터
반이중방식 -충돌 감지, 비효율
port에 w전달한다
전이중(full-duplex)방식 지원
상대적으로 빠르다
VLAN이 있다

스위치 허브 차이

VLAN?

  • 가상랜.
  • 대량의 동보 발송
  • 스위치의 처리용량을 초과하는 데이터 흐름을 관리
  • 예시 : VLAN 스위치, 라우터 ,AP (액세스 포트)

서브 네트워크란

  • 네트워크에 종속된 하위네트워크
  • host id가 있다 (8bit , 256개)
  • 쪼개진 여러 서브네트워크 범위 = Subnet Mask
    - NetMask 란?
    • 연속되는하나의 값을 가질 수있다.

        00000000  0
        10000000  1
        ..........
        11111110  254
        11111111 255

      위즤 경우중 하나 만을 netmask로 가질 수 있음.

서브 네팅

  • 네트쿼를 서브네트워크로 쪼개는 행위

vlan 시리즈
to Be continued

추가로 공부할 내용

프로토콜 goose
인터페이스 asci

reference

NETWORKING INFRASTRUCTURES FOR MICRO GRIDS PART I: DISCUSSION AND PROPOSAL / October 2014
Conference: International Conference on Green Technology and Sustainable DevelopmentAt: Ho Chi Minh City, Vietnam
Authors:
Michael Short
Teesside University
Muneeb Dawood
Teesside University

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