하루3분 네트워크 교실: 2장

제11회 : 1계층의 역할과 개요

 

🦾 1계층이란 무엇이며 그 역할은 무엇인가?

1계층은 케이블이 연결되어 있는 기기에 신호를 전달, 통신매체에 데이터를 전달한다.
이때의 통신매체는 신호가 지나가는 케이블 역할을 하는데 
케이블은 유선 UTP와 광파이버 그리고 무선 케이블 두가지로 나뉜다. 
데이터를 케이블에 맞는 신호로 변환해서 케이블에 보내고 데이터로 변환하는 기계로 인터페이스가 있는데
LAN용 케이블을 연결하는 NIC와 WAN 회선의종단기기로 DCE가 있다.

1계층이란?

• 송신측에서는 마지막으로 수행하고 수신측에서는 가장 먼저 수행되는 계층
• 통신 매체에 데이터를 보내는 것과 그 데이터가 지나는 것에 대한 순서와 규칙으로 여기서 말하는 통신매체란 케이블을 말한다.
  이 케이블에 대한 규칙도 1계층에서 정해져 있다.

 

1계층의 역할은?

• 전기, 기계적인 전송을 수행한다.
• 케이블이 연결되어 있는 기기에 신호를 전달하는것
• 데이터를 전달

 

통신매체란?

• 기기와 기기 사이를 연결해서 신호가 지나는 '파이프' 역할을 하는 것
• 유선 : 케이블을 사용해 신호를 보냄으로써 수신처까지 데이터가 도달하는 방식
   - 동선 : 전기신호를 사용 ex) 일반 가정이나 기업에서 사용
       - UTP(Unshielded Twist pair cable) : 두개가 한 쌍인 네 쌍으로 이루어져 있는 LAN에서 사용되는 케이블
   - 광파이버 : 광신호를 사용
• 무선

 

인터페이스란?

• 컴퓨터가 보내고 싶은 데이터를 케이블에 맞는 신호로 변환해서 케이블로 보내고 케이블에서 보내온 신호를 컴퓨터에서 사용하는 데이터로 변환하는 기계
• NIC(Network Interface Card) : 컴퓨터에서 사용되는 인터페이스로 LAN용 케이블에 접속하기 위함
• DCE(Data Circuit terminating Equipment: 회선종단기기)
• LAN의 경우 : PC에 달려 있는 인터페이스 NIC에서 송신
• WAN의 경우 : PC의 인터페이스에서 DCE로 신호를 보내면 DCE가 WAN의 케이블에 맞는 신호로 다시 변환

 

제12회 신호와 충돌

 

🦾 신호란 무엇이며 발생하는 문제 3가지를 말하라

신호 하나가 비트 하나로 신호를 보내서 데이터를 전송하는데 연속적인 아날로그 신호와 비연속적이며 데이터 통신에 사용되는 디지털 신호가 있다. 이때, 신호의 감쇠, 노이즈, 간섭, 충돌이 발생할 수 있다.

신호란?

• 아날로그 신호 : 연속적이다
• 디지털 신호 : 비연속적이며 데이터 통신에서 사용된다.

신호에 발행하는 문제 3가지

1. 신호의 감쇠 : 긴 케이블을 지나는 동안 신호의 진폭이 약해진다.
2. 노이즈 , 간섭 : 전기 신호가 어떤 원인에 의해 형태가 무너져 내려서 신호의 진폭을 정확하게 읽을 수 없다.
3. 충돌 : 신호가 보내지고 있는 도중에 다른 신호를 보내는 경우

 

제13회 허브

 

🦾 허브란?

신호의 증폭과 재생 이외의 제어는 하지 않으며 플러딩을 한다.
플러딩은 수신한 포트 이외의 모든 포트에 수신한 신호를 송신한다.

허브란?

• 케이블을 분배해주는 장치
• 수신한 신호에 대해 어떤 제어도 하지 않는다
• 플러딩 : 수신한 포트 이외의 모든 포트에 수신한 신호를 송신한다.
• 충돌도메인 : 신호를 송신하면 충돌이 발생할지도 모르는 범위로 허브로 연결되어 있는 컴퓨터는 같은 충돌 도메인에 있다.

 

허브의 기능 ?

1. 신호의 증폭과 재생
2. 다수의 컴퓨터를 연결하는 기능 : 허브에 연결되어 있는 기기끼리 신호를 주고받을 수 있다.

 

제14회 2계층의 역할과 개요

 

🦾 2계층이란?

신호가 도달하는 범위에서의 데이터의 송수신을 생각한다.
WAN과 LAN의 규칙이 다른데 LAN에서는 이더넷이 사실표준이다.

2계층이란 ?

• 신호가 닿는 범위에서의 데이터 전송에 관한 규정을 생각한다
  이때, 신호가 닿는 범위란 세그먼트 범위에서의 데이터 전송을 말한다.
  여기서 시행되는 것 중 하나인 프레이밍이 있다.
  프레이밍이란 1계층에서 주고받는 신호를 비트화해서 의미를 갖게 되는것이다.
  프레이밍에서는 프리엠블을 한다.
  프리엠블은 프레임 신호가 온다고 신호를하고 데이터인 비트를 신호화한것을 붙여서 송신한다.
  이때 타이밍을 맞추기 위한 방식을 동기통신이라고 한다.
• 신호의 송신 전이나 수신 후에 바르게 데이터를 송수신하는 순서
• 1계층에서 사용되고 있는 케이블이나 신호에 따라 상용하는 규칙이 다르다. LAN이랑 WAN으로 나뉘는데 , LAN에서는 이더넷이 사실 표준이다.

 

제15회 2계층 주소와 이더넷

 

🦾 2계층 주소란?

데이터를 보내는 상대와 자신을 특정하는 데이터로 데이터 전송 방법에는 3가지가 있는데 1대1통신을 하는 유니캐스트, 1대 전체로 모두에게 메시지를 보내는 브로드캐스트, 1대 다수로 지정된 복수의 기기로 메시지를 보내는 멀티캐스트가 있다.

어드레싱이란?

• 데이터를 보내는 상대와 자신을 특정하는 데이터

 

데이터 전송 방법 3가지

1. 유니캐스트 : 1대1 통신, 인터페이스마다 유니캐스트 주소를 갖는다.
   주소는 유일하다
2. 브로드캐스트 : 1대전체로 모두에게 메시지를 보내는 데이터 통신
3. 멀티캐스트 : 1대다수로 지정된 복수의 기기로 메시지를 보내는 데이터 통신

 

MAC주소란?

• 이더넷에서 사용되는 주소로 인터페이스에 지정된 고정 주소이다.

 

제16회 이더넷

 

🦾 이더넷이란?

이더넷에서는 수신처와 송신처의  MAC 주소, 에러체크 등을 헤더, 트레일러로 붙이고 자기에게 온 것 이외의 다른 프레임을 파기한다. 충돌을 막기 위해서는 CSMA/CD를 사용한다.

이더넷이란?

• 수신한 프레임의 수신처 MAC 주소를 보고 자기에게 온 것 이외의 다른 프레임을 파기
• 수신처와 송신처의  MAC 주소, 에러체크 등을 헤더, 트레일러로 붙인다.
• CSMA/CD(액세스 제어) : 신호를 보내는 타이밍을 겹치지 않도록 비켜나게 함으로써 충돌을 피한다.

 

제17회 스위치

 

🦾 스위치란?

스위치는 MAC주소필터링과 버퍼링으로 충돌을 막는데 ,
수신처 MAC 주소에 대응한 포트만 프레임을 송신하는 것이 MAC 주소 필터링이다.

스위치란?

• 신호가 지나는 길을 나누기 위한 기기로 허브 대신에 사용한다. 
• 복수의 포트를 갖고 있어 신호를 송수신 할 수 있다. 
• 어드레스 테이블 : 포트에 연결되어 있는 모든 컴퓨터의 MAC 주소를 기억

 

스위치 안에서 수신한 프레임을 따로따로 보낼 수 있도록 처리해서 충돌을 막기 위한 방법?

1. MAC주소 필터링
    수힌한 프레임의 송신처 MAC 주소를 기록하고 수신한 포트랑 MAC 주소를 연관 짓는다.
   어드레스 테이블에서 수신서 MAC 주소에 대응하는 포트를 찾아내 그 포트로부터만 송신
   스위치는 먼저 주소를 학습하고 포트와 MAC주소의 대응표인 어드레스 테이블을 만들어야한다.
2. 버퍼링
   충돌할것같은 프레임을 버퍼에 일시적으로 저장

 

제18회 전이중 이더넷

 

🦾 전이중 이더넷이란?

스위치를 사용해서 동시에 송신과 수신을 하기 때문에 CSMA/CD를 사용할 필요가 없어서 전이중 이더넷이 가능해진다.

전이중 이더넷이란?

• 스위치를 사용해 전이중 통신을 하는것
• 전이중 통신이란
  동시에 송신과 수신을 할 수 있는 방식