1. 데이터 링크 계층의 역할과 이더넷
1-1. 이더넷이란?
데이터 링크 계층은 네트워크 장비 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층으로, 랜에서 데이터를 정상적으로 주고받기 위해 필요한 계층이다. 일반적으로 많이 가장 많이 사용되는 규칙
- 랜에서 적용되는 규칙
- 허브와 같은 장비에 연결된 컴퓨터와 데이터를 주고받을 때 사용한다.
1-2. 허브
- 약해지거나 파형이 뭉그러진 전기 신호를 복원시키고, 해당 전기 신호를 전달받은 포트를 제외한 나머지 포트에 전달한다.
-
같은 허브를 사용하는 랜 환경에서는 특정한 컴퓨터 한 대에 데이터를 보내려고 해도 다른 모든 컴퓨터에 전기 신호가 전달된다.
📢 특정 컴퓨터에 데이터를 보내는데, 관계없는 다른 컴퓨터들이 데이터의 내용을 못 보게 하는법?
-
보내려는 데이터에 목적지 정보를 추가해서 보내면 목적지 이외의 컴퓨터는 데이터를 받더라도 무시하게 되어있다.
1-3. 충돌
-
컴퓨터 여러 대가 동시에 데이터를 보내면 데이터들이 서로 부딪힐 수 있다(충돌이 일어날 수 있다)
1-4. CSMA/CD
- 데이터가 동시에 케이블을 지나가면 충돌할 수 밖에 없어서 데이터를 보내는 시점을 늦추게 되는데, 이더넷에서 시점을 늦추는 방법을 CSMA/CD 라고 한다
-
CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection의 약어로 반송파 감지 다중 접속 및 충돌 탐지라는 뜻을 가진다.
CS: 데이터를 보내려고 하는 컴퓨터가 케이블에 신호가 흐르고 있는지 아닌지 확인한다는 규칙
MA: 케이블에 데이터가 흐르고 있지 않다면 데이터를 보내도 좋다는 규칙
CD: 충돌이 발생하고 있는지를 확인한다는 규칙
📢 하지만! 지금은 효율이 좋지 않다는 이유로 스위치(switch)라는 네트워크 장비를 사용하여 충돌을 막는다.
2. MAC 주소의 구조
2-1. MAC 주소란?
- 랜 카드는 비트열(0과 1)을 전기 신호로 변환하는데, 이런 랜카드에는 MAC(Media Access Control Address) 주소라는 번호가 정해져 있다.
- 제조할 때 새겨지기 때문에 물리 주소라고도 부른다.
- 전 세계에서 유일한 번호로 할당되어 있다.
-
중복되지 않도록 규칙이 명확하게 정해져 있고 48비트 숫자로 구성되어 있다.
(앞쪽 24비트는 랜카드를 만드는 제조사 번호 )
(뒤쪽 24비트는 제조사가 랜카드에 붙인 일련번호)
2-2. MAC 주소를 사용한 통신
- OSI 모델이나 TCP/IP 모델에서는 각 계층에 헤더를 붙이는데, OSI 모델에서는 데이터 링크 계층에 해당하고 TCP/IP 모델에서는 네트워크 계층에 해당한다.
-
이 계층에서는 이더넷 헤더와 트레일러를 붙인다.
이더넷 헤더
- 이더넷 유형은 이더넷으로 전송되는 상위 계층 프로토콜의 종류를 나타낸다.
-
유형에 프로토콜 종류를 식별하는 번호가 들어간다는 내용 정도만 기억.
유형 번호 프로토콜 0800 IPv4 0806 ARP 8035 RARP 814C SNMP over Ethernet 86DD IPv6
트레일러
- 이더넷 헤더 외에, 데이터 뒤에 추가한다.
-
FCS(Frame Check Sequence)라고도 하는데, 데이터 전송 도중에 오류가 발생하는지 확인하는 용도로 사용한다.
2-3. 허브를 통해 다른 컴퓨터로 데이터를 보내는 과정
- 컴퓨터 1은 이더넷 헤더에 데이터의 목적지인 컴퓨터3 의 MAC주소(목적지 MAC 주소)와 자신의 주소(출발지 MAC 주소)를 넣고 데이터를 전송 - 이 때 컴퓨터 1에서 캡슐화 발생
-
데이터 링크 계층에서 데이터에 이더넷 헤더와 트레일러를 추가하여 프레임을 만들고, 물리 계층에서 이 프레임 비트열을 전기 신호로 변환하여 네트워크를 통해 전송
- 컴퓨터 3의 물리 계층에서 전기 신호로 전송된 데이터를 비트열로 변환하고, 데이터 링크 계층에서 이더넷 헤더와 트레일러 분리 (역캡슐화) (컴퓨터 3은 역캡슐화 한 다음에 데이터 수신)
📢 만약 컴퓨터 1과 2가 동시에 컴퓨터 3에 데이터를 전송하는 경우? → CSMA/CD 방식이 사용된다.
Leave a comment