랜에서 데이터 전송하기
데이터 링크 계층의 역할과 이더넷
- 이더넷은 랜에서 데이터를 정상으로 주고받기 위한 규칙이다.
- 이더넷은 데이터 충돌을 막기 위한 규칙으로 CSMA/CD 방식을 사용한다.
- CSMA/CD에서 CS는 데이터를 보내려고 하는 컴퓨터가 케이블에 신호가 흐르고 있는지 확인하는 규칙, MA는 케이블에 데이터가 흐르고 있지 않으면 데이터를 보내도 된다는 규칙, CD는 충돌이 발생하고 있는지 확인하는 규칙이다.
MAC의 주소와 구조
- MAC 주소는 48비트 숫자로 구성되어 있다. 그중 앞쪽 24비트는 랜 카드를 만든 제조사번호고 뒤쪽 24비트는 제조사가 랜 카드에 붙인 일련번호다.
- 이더넷 헤더는 목적지 MAC주소(6바이트), 출발지 MAC주소(6바이트), 유형(2바이트)으로 총 14바이트로 구성된다.
- 데이터 링크 계층에서 데이터 뒤에 추가하는 것을 트레일러라고 한다.
스위치의 구조
- 스위치는 데이터 링크 계층에서 동작하며 레이어 2 스위치 또는 스위칭 허브라고 부른다.
- 스위치에는 MAC 주소 테이블이 있다.
- MAC 주소 테이블은 스위치의 포트 번호와 그 포트에 연결되어 있는 컴퓨터의 MAC 주소가 등록되는 데이터베이스다.
- 스위치가 수신 포트 이외의 모든 포트에서 데이터를 송신하는 것을 플러딩이라고 한다.
- 스위치에서 MAC 주소를 기준으로 출발지를 선택하는 것을 MAC 주소 필터링이라고 한다.
데이터가 케이블에서 충돌하지 않는 구조
- 전이중 통신방식이란 데이터의 송신과 수신을 동시에 수행하는 통신 방식이다.
- 반이중 통신방식은 회선 한 개로 송신과 수신을 번갈아가며 수행하는 통신 방식이다.
- 데이터 충돌이 발생하고 그 충돌 영향이 미치는 범위를 충돌 도메인이라고 한다.
ARP
- Address Resolution Protocol
- 목적지 컴퓨터의 IP 주소를 이용하여 MAC 주소를 찾기 위한 프로토콜이다. 이더넷 프레임을 전송하려면 목적지 컴퓨터의 MAC 주소를 지정해야 한다.
- 출발지 컴퓨터가 목적지 주소를 모르면 MAC 주소를 알아내기 위해 네트워크에 브로드 캐스트를 하는데, 이를 ARP 요청이라고 한다. 이것으로 출발지 컴퓨터는 MAC 주소를 얻고 이더넷 프레임을 만들 수 있다.
- 출발지 컴퓨터에서는 MAC 주소를 얻은 후에 MAC 주소와 IP 주소의 매핑 정보를 메모리에 보관한다. 이 정보를 ARP 테이블이라고 한다. 이후 데이터 통신은 자신의 컴퓨터에 보관된 ARP 테이블을 참고하여 전송한다.
- 하지만 IP 주소가 변경되면 MAC 주소도 함께 변경되므로 제대로 소통할 수 없다. 그래서 ARP 테이블에서는 보존 기간을 ARP 캐시로 지정하고 일정 시간이 지나면 삭제하고 다시 ARP 요청을 한다.
이더넷 종류와 특징
- 주요 이더넷 규격에는 10BASE5, 10BASE2, 10BASE-T, 100BASE-T가 있다.