[모두의 네트워크] 4장 데이터 링크 계층

2021-12-06

12. 데이터 링크 계층의 역할과 이더넷

데이터 링크 계층은 랜에서 받은 데이터를 주고 받기 위해 필요한 계층이다.

네트워크 장비 간에 신호를 주고 받는 규칙 중 하나이다.
일반적으로 가장 많이 사용되고 있는 규칙이다.
허브의 경우여러 컴퓨터가 동시에 데이터를 전송하면 데이터들끼리 부딛치는 충돌 이 일어날 수 있다. 하지만 이너넷은 여러 컴퓨터가 동시에 데이터를 전송해도 충돌되지 않는 구조로 되어있다. →이더넷은 CSMA/CD(송파 감지 다중 접속 및 충돌 탐지)라는 데이터를 보내는 시점을 늦추는 방법을 택해서 이를 막고 있다.
스위치를 사용하면 충돌이 일어날일이 없다.

❓ CSMA/CD
CS : 데이터를 보내려고 하는 컴퓨터의 케이블에 신호가 흐르고 있는지 아닌지를 확인한다는 규칙.
MA : 케이블에 데이터가 흐르고 있지 않다면 데이터를 보내도 좋다는 규칙.
CD : 충돌이 발생하고 있는지 확인한다는 규칙.

: 랜카드 제조시 새겨지는 물리주소 이다. 이 주소는 전 세계에서 유일한 번호로 할당되어진다. 주소는 48비트의 숫자로 구성되어있고, 앞에 24비트는 제조사 번호 뒤 24비트는 제조사가 붙인 번호이다.

(OSI모델의 데이터 링크계층, TCP/IP모델의 네트워크 계층이 이에 해당된다.)
이 계층에서 이더넷 헤더와 트레일러를 붙인다.

헤더 : 이더넷 헤더는 목적지의 MAC주소(6바이트), 출발지 MAC주소(6바이트), 유형(2바이트)로 구성되어있다. 여기서 유형은 이더넷으로 전송되는 상위 계층(네트워크 계층) 프로토콜의 종류를 나타낸다.

트레일러 : 뒤에 들어가는 트레일러는 FCS(Frame Check Sequence)라고도 하는데 전송 도중 오류가 발생하는지 확인하는 용도로 사용된다.

이처럼 헤더와 트레일러가 추가된 데이터를 프레임 이라고한다. 이것이 물리계층에서 비트가 전기신호로 변환 되어 네트워크로 전송되어지는 것이다. 이후 허브를 통해 모든 컴퓨터에 데이터가 간다. MAC주소가 자신과 다르면 데이터를 파기한다.

스위치의 내부에는 MAC주소테이블 이라는 것이 있다. 스위치의 포트 번호와 해당 포트에 연결되어있는 컴퓨터의 MAC주소가 등록되어있는 데이터 베이스 이다. (이것을 MAC주소학습기능 이라한다. 허브에는 없는 기능.)

각각의 번호마다 연결되어있는 컴퓨터의 MAC의 주소가 저장되는 것이다.
허브처럼 다 보내는 것이 아니라 MAC주소 테이블을 보고 목적지의 MAC주소에 맞는 컴퓨터에만 데이터를 전송한다. 이것을 MAC 주소 필터링 이라한다.

반이중 통신 : 회선 하나로 송신과 수신을 번갈아가면서 통신하는 방식
- 허브는 송수신이 나누어져있지 않기때문에 송신이나 수신이 동시에 일어나면 충돌이 일어나서 회선 하나로 송수신을 번갈아가며 사용해야하는 반이중 통신 방식이다.
전이중 통신 : 데이터의 송수신이 동시에 가능하다.
- 랜선은 4쌍의 선을 사용하기 때문에 전이중통신이 된다.
- 스위치는 전이중 방식으로 데이터를 주고받을 수 있다.

충돌이 미치는 범위를 충돌 도메인이라고 한다.

허브의 경우 충돌이 일어나면 모든 컴퓨터에 영향을 미치지만, 스위치의 경우에는 다른 컴퓨터에는 영향을 미치지 않는다.

이더넷은 케이블 종류, 통신 속도에 따라 다양한 규격으로 분류된다.

여기 규격명은 무엇을 뜻할까?

통신속도의 단위는 Mbps, 전송방식은 BASEBAND, 케이블의종류 이렇게 나타난다. 혹은,

’- 케이블종류’ 가 없는 경우에는 케이블의 최대 길이를 뜻한다. 단위는 100m이다. 요즘에는 랜포트는 1000BASE-T가 일반적이다.

< Refer to >

미즈구치 카츠야,『모두의 네트워크』, 이승률 옮김, 길벗, 2018
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