[혼공네트] - Chapter 02 물리 계층과 데이터 링크 계층

이더넷 : 다양한 통신 매체의 규격, 송수신 되는 프레임의 형태와 프레임을 주고 받는 방법을 정의한 네트워크 기술. 유선 LAN환경에서 가장 대중적으로 사용된다.

IEEE 802.3은 이더넷 관련 표준 규격들의 집합으로, 이더넷 표준에 따라 지원되는 통신 매체의 종류/전송속도가 달라질 수 있다.

이더넷 프레임은 프리앰블, 수신지 MAC 주소, 송신지 MAC 주소, 타입/길이, 데이터, FCS로 구성된다.

MAC주소는 네트워크 인터페이스마다 부여되는 물리적 주소이다.

 

NIC는 호스트와 통신 매체 사이의 인터페이스 역할을 담당하는 네트워크 장비이다.

트위스티드 페어 케이블은 구리 선을 통해 전기 신호를 주고 받는 유선 통신 매체이다.

광섬유 케이블은 광섬유를 통해 광신호를 주고 받고 코어의 지름에 따라 싱글모드와 멀티모드로 나뉜다.

 

허브는 여러 대의 호스트를 연결할 수 있는 물리 계층 장비, 전달 받은 신호를 다른 모든 포트로 내보내고 반이중 모드로 통신한다.

반이중 모드는 데이터를 한번에 한 방향으로만 전송할 수 있는 통신 방식이고 전이중 모드는 동시에 양방향으로 전송할 수 있는 방식이다.

콜리전 도메인이란 충돌 발생 가능성이 있는 영역을 의미한다. 허브에 연결된 호스트 전체가 콜리전 도메인에 속한다.

CSMA/CD는 반이중 이더넷 네트워크의 충돌방지 프로토콜이다.

 

스위치는 포트별로 콜리전 도메인을 나누며 전이중 모드 통신을 지원하는 데이터 링크 계층 장비로, MAC 주소 테이블로 MAC 주소를 학습해 원하는 포트로 패킷을 포워딩하고 원하지 않은 포트는 필터링 할 수 있다.

VLAN은 스위치로 만들 수 있는 가상의 LAN으로 포트 기반 VLAN과 MAC 기반 VLAN이 있다.

 

✏숙제

Chapter2-1 확인 문제 2번

ㄱ. 프리앰블 : 이더넷 프레임의 시작을 알리는 8바이트(64비트) 크기의 정보
ㄴ. 송신지 MAC 주소 : 물리적 주소라고도 불리는 MAC 주소는 데이터 링크 계층의 핵심으로, 송신지는 프리앰블을 제외한 나머지 필드 값들을 바탕으로 CRC값을 계산한 후, 이 값을 FCS 필드에 명시합니다

ㄷ. FCS : 수신한 이더넷 프레임에 오류가 있는지 확인하기 위한 필드입니다.

 

Chapter2-3  확인 문제 4번
CS는 Carrier Sense, 캐리어 감지를 의미합니다. 현재 통신 매체의 사용 가능 여부를 검사합니다.
MA는 Multiple Access, 다중 접근을 의미합니다. 복수의 호스트가 네트워크에 접근 하려는 상황을 의미하고 이때 충돌이 발생합니다.
CD는 Collision Detection, 충돌 검출을 의미합니다. 충돌을 감지하면 전송이 중단되고, 호스트는 다른 이들에게 충돌이 발생했음을 알리는 잼 신호를 보냅니다.

 

✏추가 숙제

집에서 사용하는 이더넷 케이블 : 카테고리(Category)에 속합니다. 

Cat.5e (Category 5 enhanced) : 기가인터넷이 보급되면서 가장 표준적으로 사용됩니다.
구조 : 4개의 꼬인 쌍선(Twisted Pair)으로 구성, UTP(Unshielded Twisted Pair) 형태로 많이 사용됩니다.

전송 속도 : 최대 1 Gbps 
대역폭 : 최대 100 MHz

Cat.6 (Category 6) : 현재 가장 보편적으로 사용되고 추천되는 케이블로, CAT.5e보다 더 높은 주파수 대역폭을 지원하며 안정적인 기가 인터넷 속도를 보장합니다.
구조 : 4개의 꼬인 쌍선으로 구성되며 차폐 또는 비차폐 형태로 제공됩니다.
전송 속도 : 최대 10 Gbps (최대 55m 거리까지)
대역폭 : 최대 250 MHz

 

Cat6a (Category 6 augmented)
구조 : Cat6보다 더 두꺼운 케이블로, 차폐된 S/FTP 형태로 자주 사용됩니다.
전송 속도 : 최대 10 Gbps (최대 100m 거리까지)
대역폭 : 최대 500 MHz