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4장. 데이터 링크 계층 | 랜에서 데이터 전송

🟥 데이터 링크 계층

데이터 링크 계층에서는 ‘이더넷’ 규칙을 기반으로 데이터 전송 담당
데이터 링크 계층에서는 캡슐화한 ‘프레임’을 전송함
- *프레임 = 이더넷 헤더 + 트레일러 + 데이터
  - *이더넷 헤더 = 목적지 MAC 주소 +출발지 MAC 주소 + 유형
  - - 트레일러 = 데이터 전송 도중 오류 발생여부 확인용

🟥 이더넷

이더넷은 [CSMA/CD 방식]을 사용하여 데이터 충돌 방지한다.
그래서 이더넷은 여러 컴퓨터가 동시에 데이터를 전송해도 충돌 일어나지 않는 구조이다.
이더넷은 데이터를 보내는 시점을 늦춰서 충돌을 방지하기 위한 구조로 설계되어 있다.

🟪 CSMA/CD 방식

1) CS: 데이터 송신할 컴퓨터 케이블에 신호 흐르는지 여부 확인

2) MA : 케이블에 데이터 흐르지 X → 데이터 보냄

3) CD: 충돌 발생 여부 확인

⇒ 다만, 효율 좋지 않아서 최근 CSMA/CD 대신 ‘스위치’ 사용!!하여 충돌 막는다.

🟥 MAC 주소

랜 카드 내부에는 MAC 주소가 있다.
총 48비트
캡슐화한 프레임 내부에 붙이는 (이더넷 헤더+트레일러)
- 中 이더넷 헤더 내부에 출발지 MAC주소 + 도착지 MAC 주소 + 유형 이 담겨있다.

🟥‘이더넷 헤더 이용한 통신 과정’

[캡슐화 과정]

데이트 링크 계층에서 프레임을 만들고,

물리계층에서 프레임 비트열을 전기신호로 변환시켜 네트워크 통해 전송

⇒ 허브 사용 시, 모든 포트로 데이터가 전송되는데, 이때 목적지 MAC 주소가 자신의 MAC 주소와 다르면 파기하고, 자신의 MAC 주소와 같은 컴퓨터만 해당 데이터를 수신한다.

[역캡슐화 과정]

물리 계층에서 전기신호를 비트열로 변환한 뒤,

데이터 링크 계층에서 데이터(프레임) 내부의 트레일러+이더넷 헤더 분리

역캡슐화 이후 데이터 수신

🟥 스위치의 구조

스위치는 허브와 달리 데이터 충돌이 발생하지 않는다.

🟪 MAC 주소 테이블

스위치 포트번호와 해당 포트번호에 연결된 컴퓨터 MAC 주소 등록된 DB
컴퓨터에서 데이터 전송 시, 프레임 전송되면 가장 먼저 MAC 주소 테이블을 확인한다.
- 플러딩 : 송신 포트 이외의 모든 포트에 전송
- 2) 데이터에 등록O : 해당 목적지에만 데이터 전송
1) 테이블에 등록X : 플러딩 발생
[MAC 주소 학습 기능]
[MAC 주소 필터링 기능]

🟥 데이터가 케이블에서 충돌하지 않는 구조

🟪 전이중 통신 방식 ‘동시에’ | 충돌 X

데이터 송수신을 동시에 통신하는 방식
직접 랜 케이블로 두 컴퓨터 간 연결 방식
ex) 스위치

🟪 반이중 통신 방식 ‘번갈아’ | 충돌O

회선 하나로 데이터 송수신 번갈아가며 통신하는 방식
데이터 동시 전송하면 충돌 발생
ex) 허브

🟪 충돌 도메인

충돌 발생 시 그 영향이 미치는 범위
1) 허브 : 연결된 컴퓨터 전체
2) 스위치 : 충돌 자체가 일어나지 않지만, 충돌 도메인ㅇ느 각 포트별로 분리됨

🟥 허브 VS 스위치

허브와 스위치의 가장 큰 차이점은

각각의 포트에 연결된 컴퓨터나 네트워크 장비의 MAC 주소를 알고 있느냐 없느냐에 있습니다.

1) 허브

허브의 경우에는 단순히 중계자 역할을 합니다.

그래서 데이터를 다른 모든 포트로도 보냅니다.

2) 스위치

스위치의 경우 내부에 ‘MAC 주소 테이블’이라는 메모리를 가지고 있어서 기억하여 뒀다가, 송신지와 수신지의 주소를 구분하여 해당 목적지로만 신호를 전달합니다.