[네트워크] 물리 계층 & 데이터 링크 계층

이더넷

이더넷이란?

• 사무실, 가정 등 비교적 가까운 LAN 환경에서 컴퓨터와 통신장비들이 유선으로 통신할수 있게하는 네트워크
• 표준 : IEEE 802.3

통신규격

표기 형태	의미
10	10Mbps
100	100Mbps
1000	1000Mbps (1Gbps)
2.5G	2.5Gbps

undefined | 기호 | 매체종류 | | – | ———— | | C | 동축 케이블 | | T | 트위스티드 페어 케이블 | | S | 단파장 광섬유 케이블 | | L | 장파장 광섬유 케이블 |

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이더넷 프레임

• 상위 계층으로부터 받아들인 정보에 헤더와 트레일러를 추가하는 캡슐화 과정을 통해 만들어짐
• 프레임 구성

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• 프리앰블(preamble) : 송수진가 간의 동기화를 위해 사용이 되며, 수신자는 프리앰블을 통해 이더넷 프렝미이 오고 있음을 알 수 있다
• 타입/길이 피드
• 데이터 필드
• FCS(Frame Check Sequence)
  • 수신한 이더넷 프레임에 오류가 있는지 학인하기 위한 필드로, 이 필드에는 CRC(Cyclic Redundancy Check), 순환 중복 검사라고 불리는 오류 검출용 값이 존재
  • 다른 필드들에서 CRC값을 계산

NIC와 케이블

NIC (Network Interface Controller)

• MAC 주소가 부여된 장비로 노드와 통신 매체를 연결하는 OSI 물리계층의 네트워크 장비
• 네트워크 인터페이스 가드, 네트워크 어댑터, LAN 카드, 네트워크 카드, 이더넷 카드 등으로 불림
• 역할
  • 데이터를 호스트가 이해하는 프레임으로 변환하거나 반대로 호스트가 이해하는 프레임을 통신 매체에 전송할 수 있는 신호로 변환하는 역할
• 도달 프레임 확인
  • 수신지 MAC Accress가 본인의 MAC 주소와 동일한지 여부를 확인하여 폐기 또는 사용

케이블

• 트위스티드 페어 케이블
  • STP Cable (Shielded Twisted Pair)
    • 노이즈를 감소시킬 목적으로 그물 모양의 철사로 구성된 브레이드 실드로 구리선을 감쌈
  • FTP Cable (Foil Twisted Pair)
    • 노이즈를 감소시킬 목적으로 은박지 모양의 포일 실드를 감쌈
  • UTP Cable (Unfoiled Twisted Pair)
    • 아무것도 감싸지 않은 구리 선

  • 표시방법

    xx/yTP

    • S/FTP : 케이블 외부는 브레이드 실드로 보호되며, 꼬인 각 구리선 쌍은 포일 실드로 감쌈
    • SF/FTP : 케이블 외부의 바깥쪽을 브레이드 실드로 1차 보호, 2차로 포일 실드로 감싼 후, 꼬인 각 구리선 쌍은 포일 실드로 감쌈
    • U/UTP : 바깥쪽과 안쪽 모두 아무것도 감싸지 않음

허브

• 전달받은 신호를 모든 포트로 무작위 전송
• 반이중 모드로 통신 (스위치는 전이중)
• 신호 증폭

데이터 링크 계층

• L2 스위치

물리 계층과의 차이

• 물리 계층은 주소가 없지만, 데이터 링크 계층은 MAC 주소값을 가지고 있어 데이터 전송지를 특정한다
• 케이블
  • MAC 주소 학습을 위해 포트와 연결된 호스트의 MAC 주소를 가진 호스트에만 프레임을 전달
    • 이를 통해 각 포트에 연결된 호스트의 주소를 테이블 형태로 스위치 내 메모리에 저장한다
• 한계
  • 다른 네트워크까지의 도달 경로를 파악하기 어렵다
  • MAC 주소만으로는 모든 네트워크에 속한 호스트의 위치를 특정하기 어렵다