07 데이터 계층과 물리계층
용어
데이터링크: 같은 규칙을 바탕으로 연결되어있는 한덩어리의 기기
NIC(Network Interface Card): 흔히 랜카드로 불림. 네트워크에 접속하기 위해 컴퓨터 내에 설치되는 확장카드
MAC주소(Media Access Control Address) : 랜 카드마다 할당되어있는 고유한 물리주소. (48bit), 네트워크상의 다른 장치들은 이 주소를 사용하여 네트워크 내의 특정 포트를 찾는다. 네트워크 상에서 설정된 논리주소인 IP주소와 달리 변경할 수 없다.
데이터 링크 계층의 역할
네트워크간의 차이를 흡수함
데이터 링크간의 차이를 흡수하고, 네트워크 계층보다 위에 있는 계층이 그 차이를 의식하지 않고 작동하도록함
네트워크 계층과 물리계층의 중개
프레임: 데이터에 헤더 붙인것
데이터 링크 계층의 프로토콜
데이터를 어떻게 주고받을지 결정
데이터 계층과 물리계층
통신매체: 신호를 전달하는 것 총칭
물리계층: 통신매체 그 자체
데이터 링크 안에서 신호가 흐르고 있는 부분
비트열과 신호변환이 일어남
기기의 성질에 의존(정해진 프로토콜 없음)
데이터링크 구성요소
노드: 데이터 링크상에 있는 기기(컴퓨터나 라우터)
통신매체
노드간을 연결하는 케이블 등을 뜻함
노드에 접속하기 위한 단자 붙어있음
종류: 금속선 케이블(주로 구리선), 광섬유 케이블(유리), 무선(적외선)
노드와 통신매체를 연결하는 기기
비트열과 신호를 변환하는 것으로 NIC나 모뎀 등
네트워크로 가는 현관
모든 데이터는 NIC라는 기기를 통해 컴퓨터를 출입한다.
비트열을 신호로 변환: 컴퓨터에서 네트워크로 가는 현관문(NIC, 네트워크 인터페이스 카드)
NIC에는 MAC(Media Access Control)주소 라는 고유번호가 할당되어있음
데이터 링크 계층에서 이 번호를 사용해서 기기를 정함
네트워크를 지나갈때는 IP주소, 데이터 링크 계층 안으로 들어간 후에는 MAC주소 사용.
48자리 bit열을 8bit씩 (:) 또는 (-)으로 구분해서 16진수로 표현
MAC주소를 사용해 수신인 확인
데이터 링크 계층의 프로토콜 대부분은 MAC주소를 사용하여 수신인을 확인함.
네트워크 계층에서 헤더의 IP주소를 보고 자기 앞으로 온 것만 받음.
브로드캐스트 MAC주소: 같은 데이터 링크 내에 있는 모든 기기에 보낼 수 있는 MAC주소, 모든 비트에 1이 들어있음( ff:ff:ff:ff:ff:ff)
APR: Address Resolution Protocol
수신인의 IP주소는 알지만, MAC주소는 모를 경우를 위해 존재하는 프로토콜
IP주소를 가지고 상대의 MAC주소를 조사할때 사용하는 프로토콜
IPv6에서는 APR프로토콜을 이용하지 않고, ND(Neighbor Discovery)기능을 사용해서 해결
네트워크 연결방법
연결된 기기 하나하나를 노드라고함
버스형
축이 되는 케이블에서 선을 빼서 그 끝에 노드를 연결, 노드를 붙이고 떼는것이 비교적 간단
링형
이웃하는 양쪽 노드를 연결하여 링 모양으로 연결
링내에서 노드 고장이나 케이블 절단 등이 한곳이라도 일어나면 전체 통신 불가능
스타형
하나의 노드(일반적으로 허브)를 사이에 두고 다른 노드를 연결
네트워크 집중관리 가능하지만, 중신이 되는 노드가 고장나면 전체 영향미침
망형
모든 노드를 1:1로 연결, 일부 케이블이나 노드가 고장나더라도 피해서 통신할 수 있음.(WAN접속형태)
이더넷(Ethernet)
유선 LAN에서 일반적으로 사용되는 규격
이더넷 구조
초기 이더넷에서는 통신환경에 따른 제약에서 CSMA/CD방식으로 불리는 반이중 통신으로 프레임을 주고받음
반이중통신이란, 양방향 통신에서 한쪽씩 번갈아서 전송하는 방식
한쪽에서만 전송할 수 있는 방식으로는 데이터 충돌이 발생하는 경우가 있었다.
리피터허브
동축케이블
현재는 스위칭 허브나 트위스트 페어 케이블, 광섬유 케이블 등이 보급되어 전 이중 통신으로 데이터를 주고받음.
토큰링
프레임이 충돌하지 않도록 권리를 얻은 컴퓨터만 송신할 수 있는 데이터 링크
네트워크 상을 흐르고 있는 토큰이라는 프레임을 사용하여 통신
토큰을 취득한 컴퓨터밖에 송신할 수 없으므로 프레임 충돌이 일어나지 않음
이러한 통신 방법을 토큰 패싱 방식
기타 데이터 링크
광섬유 케이블을 사용하는 FDDI나 케이블을 사용하지 않고 전파나 적외선으로 연결하는 데이터 링크
FDDI: Fiber Distributed Data Interface
광섬유 케이블을 사용한 토큰 패싱 방식의 데이터 링므
이중링을만들어서 보통 사용하는 링이 끊어져도 긴급 사용링으로 통신을 계속할 수 있음.
무선랜
전파나 적외선을 이용해 데이터를 송수신하는 통신방법
현재 보급된 무선 LAN의 표준규격을 IEEE802.11이라고 하고 주파수 대역과 통신속도에 따라 규격을 나눔.
PPP(Point-to-Point Protocol)
사용자 인증 기능이 추가된 프로토콜
두 지점간에 일대일 통신을 수행하는 프로토콜
PPPoE
이더넷상에 있는 두대의 컴퓨터간에 인증을 수행할 수 있도록 한 것.
데이터 링크상의 기기
리피터
신호는 통신매체나 주위한경, 통신 거리등의 영향을 받아 신호가 약해지는 경우가 있는데, 약해지는 정도가 심해지면 0 인지 1인지 판단할 수 없게됨
그래서 네트워크상에서 신호를 보정하는 기기를 설치하고 일그러짐을 방지하는 기기를 리피터라고 한다.
현재는 허브가 대체
브리지
신호 보정에 덧붙여 서로 다른 두개의 데이터 링크를 연결하는 기능을 가진 기기
수신처의 MAC주소를 보고 흘러들어온 것고 ㅏ다른 데이터 링크앞으로 온 것이면 보내고, 같은 데이터 링크 앞으로 온것이면 파기
허브
네트워크상에서 케이블을 분기하기 위한 기기를 허브
하나의 신호를 여러개의 케이블로 보내기 위해 신호를 증폭한다는 점에서 리피터 역할도 갖고있음.
리피터허브 (혹은 패시프허브): 신호의 보정, 증폭기능을 가지고 있지 않은 기기
스위칭허브
목적지의 MAC주소를 보고 여러개의 접속처 중 특정 노드에만 신호를 보내는 기능을 갖고있는 허브.
arp명령
컴퓨터에 저장된 다른 MAC주소를 표시하는 명령
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