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네트워크 면접 정리 With 모두의 네트워크. 4장 데이터 링크 계층 : 랜에서 데이터 전송하기

DevInvestor 2021. 10. 3. 11:24
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  • 물리 계층 복습
    • 시스템 간 물리적 연결(케이블, 허브), 전기 신호의 변환(랜카드) 및 제어(리피터+허브(리피터기능있는))
    • 케이블, 허브, 리피터, 랜카드

데이터 링크 계층의 역할과 이더넷

데이터 링크 계층은 LAN에서 데이터를 주고받기 위해 필요하다

  • 데이터 링크 계층
    • 네트워크 장비 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층
    • 랜에서 적용되는 이더넷(Ethernet) 규칙을 사용
      • 랜에서 데이터를 정상적으로 주고받기 위한 규칙
    • 허브,리피터와 같은 장비(물리계층장비)에 연결된 컴퓨터와 데이터를 주고 받을 때 사용
  • 허브의 단점
    • 같은 허브를 사용하는 랜 환경에서 특정한 컴퓨터 한 대에 데이터를 보내려 해도 다른 컴퓨터에 다 전달됨
      • 데이터에 목적지 정보를 추가해서 보냄
      • 전송은 되지만 해당 정보 통해 장치 레벨에서 차단하도록 규칙이 정해져 있어 목적지가 아닌 곳에서 내용을 볼 수는 없음
    • 같은 케이블로 송신 정보가 동시에 도달하면 충돌 발생
  • Carrier Sence Multiple Access With Collision Detection으로 해결
    • CS(데이터를 보내려고 하는 컴퓨터가 케이블에 신호가 흐르는지 여부 확인)
    • MA(케이블에 데이터가 흐르고 있지 않으면 데이터를 보냄)
    • CD(현재 충돌 발생 여부 확인)

  • 허브 대신 스위치를 쓰고 효율이 안좋아 CSMA/CD는 안쓰임 ㅠㅠ

맥 주소의 구조

  • 랜 카드에는 MAC(Media Access Control Address) 주소가 정해져 있음
  • 제조할때 정해져 물리 주소라 하며, 전 세계에서 유일
    • 48비트 6바이트 16진수 12개

MAC 주소 규칙

 

OSI 모델의 데이터 링크 계층 / TCP/IP 모델의 네트워크 (접속) 계층에서 이더넷 헤더와 트레일러를 붙인다
상위 계층 (네트워크 계층 / 인터넷 계층)에서 사용하는 프로토콜 식별

  •  이더넷 헤더 외에 데이터링크 / 네트워크접속 계층에서는 트레일러를 데이터 뒤에 붙임
    • FCS(Frame Check Sequence)로 데이터 전송 시 오류 발생 여부에 사용됨
  • 이더넷 헤더와 트레일러가 추가된 데이터를 프레임 이라고 한다.

어떻게 네트워크에서 프레임이 전송되는가

허브에 장치가 케이블을 통해 연결되어 있음. 허브는 MAC 주소를 판단하지 않고 전체에 송신함.
보내는 쪽에서 캡슐화가 일어남(헤더와 트레일러 추가하여 패킷 만듬). 물리 계층에서 랜카드가 이 프레임 비트열을 전기 신호로 변환하여 네트워크로 전송
수신한 컴퓨터에서 역캡슐화가 일어난다. 이더넷 프로토콜은 랜에서 일어날 수 있는 문제를 해결한다.

  • ARP
    • 목적지 컴퓨터의 IP 주소를 이용하여 MAC 주소를 찾기 위한 프로토콜
    • 지정된 IP 주소를 가진 컴퓨터는 MAC 주소를 응답함

스위치의 구조

  • 스위치는 허브와 달리 데이터 충돌이 일어나지 않음
  • 생긴건 허브와 비슷하게 생김
    • 레이어 2 스위치, 스위칭 허브
    • 스위치는 MAC 주소 테이블을 통해 목적지를 식별한다.
    • MAC 주소 학습 기능
      • 출발지 MAC 주소를 포트와 함께 등록한다
      • 목적지 주소가 있으면 그 쪽으로만 보낸다.(MAC 주소 필터링)
      • 없으면 모든 포트로 보낸다(플러딩)
        • 출발지 주소인 적이 있어야 MAC 주소 테이블에 등록된다

 

 

데이터가 케이블에서 충돌하지 않는 구조

  • 전이중 통신
    • 데이터의 송수신을 동시에 함
    • 데이터를 동시에 전송해도 충돌이 발생하지 않음

  • 반이중 통신
    • 하나의 회선으로 송신과 수신을 번갈아가면서 함
    • 충돌이 일어남
    • 요즘 아예 안쓰임

허브는 크로스케이블 안써서 충돌일어남

  • 충돌 도메인
    • 데이터 충돌이 발생하고, 그 충돌 영향이 미치는 범위

이더넷의 종류와 특징

  • 이더넷 규격

이더넷은 케이블 종류나 통신 속도에 따라 다양한 규격으로 분류된다.
10Mbps, BASEBAND(펄스 신호 디지털 전송 방식), T(케이블 종류-UTP)

  • 이더넷 케이블의 규격은 100m 단위로 나타낸다
  • 최근은 1000BASE-T,10GBASE-T가 많음

 

정리

  • 플러딩 : 스위치가 수신 포트 이외의 포트에 데이터를 송신하는 것

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