2018-10-09 TIL(네트워크 신호의 전달과 충돌)

11. 1계층의 역할과 개요

‘파이프’인 케이블과 거기로 보내는 신호 등의 규칙에 따라 실제로 상대에게 ‘데이터’를 전달하는 역할을 한다.

[컴퓨터]-[INT(데이터를 신호로 변환)]—-(케이블)—–[INT(신호를 데이터로 변환]-[컴퓨터]

12. 신호와 충돌

통신 속도는 ‘1초 동안의 신호의 횟수’와 ‘1회 신호의 비트수’로 정해진다.
1초간의 신호의 횟수 x 1신호에서의 비트수 = 통신속도(bps)
동선의 저항에 따라 감쇠됨. –> 증폭기 필요
어떤 원인에 의한 노이즈, 간섭 –> 케이블에 실드 처리
신호가 보내지고 있는 도중에 다른 신호를 보내는 경우에 발생하는 충돌

13. 허브

신호의 증폭과 재생
복수의 기기를 연결해서 네트워크를 구축하는 기능
Cascade Connection : 허브끼리 접속함으로써 신호가 도달하는 범위를 넓힐 수 있다.

충돌 도메인

허브로 연결되어 있는 범위
허브는 수신한 신호에 대해 어떤 제어도 하지 않는다.
Flooding : 수신한 포트 이외의 모든 포트에 수신한 신호를 송신함
같은 허브에 연결되어 있는 2대의 컴퓨터가 동시에 신호를 보내게 되면 허브에서 충돌이 발생함
충돌 도메인은 작아야 한다.

14. 2계층의 역할과 개요

세그먼트 범위에서의 어떻게 송,수신할지 생각(그 이상의 범위는 3계층)
LAN용과 WAN용 규칙이 따로 적용됨

이더넷(Ethernet)

LAN의 사실표준
Framing : 송수신되는 비트열에 의미를 주어 데이터로 취급할 수 있게함, preamble을 붙임.

15. 2계층 주소와 이더넷

데이터 전송 방법

유니캐스트(Unicast) : 1대 1 데이터 통신
브로드캐스트(Broadcast) : 1대 전체(세그먼트 범위), 모두에게 메시지를 보내는 데이터 통신
멀티캐스트(Multicast) : 1대 다수, 지정된 복수의 기기로 메시지를 보냄
애니캐스트(Anycast) 생략

MAC주소(Media Access Control address)

인터페이스에 지정된 고정 주소
인터페이스마다 고유한 유니캐스트 주소를 갖는다.

16. 이더넷

이더넷에서는 ‘이더넷 헤더’와 ‘이더넷 트레일러’를 데이터그램에 붙여서 ‘이더넷 프레임’으로 캡슐화하고, 이 이더넷 프레임이 신호가 돼서 케이블로 전달됨

이더넷 프레임

수신처 MAC 주소	송신처 MAC 주소	타입	페이로드	FCS
48비트	48비트	16비트	368~12,000비트	32비트
-	-	페이로드에서 전송하는 데이터의 종류를 특정하는 값	이더넷 헤더와 트레일러에 의해 캡슐화 되는 3계층 PDU(전송되는 데이터)	에러 체크용 비트열

이더넷 동작

허브를 사용한 경우 데이터는 모든 기기에 도달하게 된다. 이더넷에서는 수신한 프레임의 수신처 MAC주소를 보고 자기에게 온 것 이외의 다른 프레임은 파기한다.

충돌이 일어날 경우를 대비해서 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)라는 액세스 제어를 시행함.

17. 스위치

신호가 지나가는 길을 나누기 위한 기기, 허브대신 사용함
허브는 충돌 도메인 컴퓨터의 수가 많을 수록 송신->충돌->재송신->충돌… 효율이 아주 나빠짐.

MAC 주소 필터링

스위치 안에서 수신한 프레임을 따로따로 보낼 수 있도록 처리해서 충돌을 막는다.
프레임의 수신처 MAC 주소를 보고 그 MAC주소가 있는 포트만 프로엠을 송신함

18. 전이중 이더넷

버퍼링

충돌할 것 같은 프레임을 버퍼에 일 시적으로 저장해둠.
버퍼의 용략이 부족할 경우 Back Pressure 또는 IEEE802.3x 규격을 사용해 송신을 조정함.

전이중 이더넷

스위치를 사용하게 되면 굳이 반이중 통신인 CSMA/CD를 쓸 필요가 없게된다.

반이중 통신은 송신 중일 때는 수신 불가능한 방식이다. 스위치를 사용하면 동시에 송신과 수신을 할 수 있는 전이중 통신(Full-Duplex)이 가능하다. (단, 스위치와 컴퓨터와 인터페이스 양쪽 모두 전이중 이더넷 대응 제품이어야함)