• 같은 네트워크(LAN)에 있는 여러 대의 컴퓨터가 데이터를 주고받을 수 있게 작업
  • MAC주소(물리주소)를 이용하여 출발지에서 정확한 목적지로 데이터(프레임) 전송 (Point-to-Point)
  • 기능 : 흐름 제어, 프레임 동기화, 오류 제어, 순서 제어

이더넷(유선)

  • IEEE 802.3
  • 네트워크를 이루는 컴퓨터들의 통신 수단 중 하나
  • LAN 환경에서 절대 다수를 차지하는 네트워크 이다

이더넷 프레임 구조

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  • 목적지 주소 : 목적지 MAC 주소(다음 노드), ARP로 알아냄
  • 출발지 주소 : 출발지 MAC 주소(자기자신)
  • Type : 데이터 타입(보통 IP)

WIFI(무선)

  • IEEE 802.11
  • 무선환경에서 사용하는 통신 수단

WIFI 프레임 구조

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  • Address 1 : AP(목적지) MAC 주소
  • Address 2 : 출발지 MAC 주소
  • Address 3 : AP와 연결되어 있는 라우터의 MAC 주소
    • AP는 스위치이기 때문에 출발지에서 전송한 프레임을 해석 할 수 없다
    • 프레임을 해석할 수 있는 라우터에게 포워딩 할 라우터의 주소를 같이 적어준다 image

MAC 주소

  • Media Access Control의 줄인 말로 NIC에 할당된 고유 식별자

  • 48비트(6바이트) : 16진수 12자리
    00-00-00-00-00-00
    앞 24비트 : OUI(Organizational Unique Identifier) - 제조사 코드
    뒤 24비트 : UAA(Universally Administered Address) - 각 제조사가 부여한 고유 코드

  • ARP를 통해 목적지의 MAC주소를 알아낼 수 있다

스위치

  • 목적지 MAC 주소를 확인하고 해당 목적지로만 데이터를 전송한다
  • 스위칭 테이블에 MAC주소를 저장 후 참고한다

1. 플러딩

  • 스위치가 처음 부팅되면 스위칭 테이블에 아무런 정보가 없기 때문에 허브처럼 모든 포트로 데이터를 전송한다(브로드캐스팅)
  • 이렇게 스위치에 연결된 모든 곳으로 데이터를 전송하는 것

2. 어드레스 러닝

  • 데이터를 목적지로만 보내기 위해 스위칭 테이블을 만들고 유지하는 과정

3. 포워딩/필터링

  • 목적지 MAC주소를 확인하고 해당 포트로만 데이터를 보내는 것
  • 필터링 : 목적지 이외의 포트로는 데이터를 보내지 않는 것
  • 유니캐스트로 전송

VLAN

  • 물리적 배치와 상관없이 논리적으로 LAN을 분리하는 기술
  • 한 대의 스위치를 여러 개의 VLAN으로 분할 할 수 있다

  • VLAN은 서로 독립적인 네트워크이기 때문에 VLAN간의 통신에는 라우터가 필요하다

  • 포트기반 VLAN : 스위치의 포트를 기반으로 VLAN을 할당한다 (1번포트 : VLAN10 / 2번포트 : VLAN20)
  • MAC기반 VLAN : 단말의 MAC주소를 기반으로 VLAN을 할당한다

통신방식

CSMA/CD(유선)

  • Carrier Sence Multiple Access + Collision Detection

  • 회선의 상태에 따라 누구든 동시에 접근할 수 있으면서 충돌을 감지해 제어하는 통신 방식

  • 아무도 전송하지 않을 때 프레임을 전송하는 방식
  • 아무도 전송하지 않는 것을 전송하기 전에 확인하더라도 Propagation delay로 인해 충돌은 피할 수 없다
    • Collision : 어느 한 순간에 누군가의 프레임과 겹쳐지는 상황
  • 충돌을 감지하면 전송을 즉시 멈추고 일정시간(Backoff) 후 재전송한다
  • 충돌이 계속 일어난다면 Backoff 시간을 늘려간다
  • 충돌이 안날 때 까지 계속해서 전송을 시도하며 언젠가는 전송이 완료되게 된다
  • 데이터링크 계층은 손실률이 없기 때문에 전송을 하면 무조건 받았다고 생각해서 ACK신호가 없다

CSMA/CA(무선)

  • Collision Avoidance

  • 사전에 충돌이 가능한 상황을 회피하는 통신 방식

  • 무선 LAN은 전송매체(공기) 상에서 충돌 감지가 불가능 하기 때문에 상황을 회피하는 방식을 선택해야 한다

  • 무선의 상황은 손실률이 높기 때문에 receiver가 프레임을 받으면 ACK를 전송한다

  • RTS/CTS 교환
    • RTS: Request To Send / CTS : Clear To Send
      1. 노드는 AP로 데이터 전송을 하기 전에 AP에게 RTS 프레임을 먼저 전송하여 전송해도 되는지를 확인한다
      2. RTS를 받은 AP는 전송 가능한 상태라면 CTS 프레임을 모든 노드에게 전송해 응답한다
      3. CTS 응답을 받은 노드는 데이터 전송을 시작한다
      4. 데이터를 잘 받은 AP는 ACK를 전송한다 image