[네트워크] LAN의 특징과 규격

LAN의 계층(데이터 링크 계층) : 물리적 주소를 기반으로 데이터의 전송 형태를 결정하며, 물리적인 링크를 통해 데이터를 신뢰할 수 있게 전송하는 역할

LAN의 계층을 세분화 하면 논리 연결 제어(Logical Link Control, LLC)와 매체 접근 제어(Media Access Control, MAC)로 나눌 수 있음

 

LAN에 관련된 표준들은 IEEE(‘아이트리플E’라 읽는다)에 의해 표준화

802섹션이 LAN에 관한 표준들을 정의

논리 연결 제어(LLC)는 802.2에 정의되어 있 으며, 802.3부터 802.22까지가 매체 접근 제어(MAC)에 해당

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LLC 계층 : 두 노드를 논리적으로 연결하는 계층, 프레임을 송수신하는 방식을 정하고 상위계층(네트워크 계층)에 있는 프로토콜과의 인터페이스를 제공, 프레임을 에러없이 전달하면서도 프레임 전송률을 높이는 역할

방식	특징	비고
비연결형	ACK를 사용하지 않음	이더넷
연결형	ACK 및 슬라이딩 윈도우 프로토콜 사용	HDLC
비연결 확인형	1대1 접속, Stop-and-Wait ARQ	거의 사용 안 함

 

MAC 계층 : 여러 종류 LAN의 연결형태, 데이터 전송방법, 헤더들을 정의하는 계층, 대부분 이더넷을 기준으로 설명

LAN 이름	연결 형태	프로토콜	충돌 처리 방식
토큰 링	링 형태	토큰 링	예약을 통한 충돌 차단
이더넷	별 형태	CSMA/CD	경쟁 방식(충돌 허용 후 처리)

 

MAC 주소 = 6바이트

모든 통신기기는 MAC 주소와 IP 주소를 같이 가지고 있음

 

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이더넷 : 컴퓨터 네트워크 기술 중 하나로, 일반적으로 LAN에서 가장 많이 활용되는 기술 규격이며 IEEE 802.3에 정의되어 있음, 버스 형태 -> 별 형태

허브 : 이더넷에서 각 호스트를 유선으로 연결하는 장치

무선 공유기(와이파이) : 유선 뿐만 아니라  무선으로 연결할 수 있는 장치의 규격

 

 

 

CSMA/CD 프로토콜 방식

스누핑 : CSMA/CD에 참여하는 모든 호스트는 선이 사용 중인지 아닌지 계속해서 듣고 있음

경쟁 방식 : 선을 사용하는 호스트가 없을 때 전송을 시작하는데 호스트들이 경쟁적으로 데이터를 보내려 함

 

 

 

1. 선을 사용하고 있지 않을 경우, 두 개 이상의 호스트가 거의 동시에 데이터를 보내면 신호가 충돌
2. CSMA/CD 방식에서 충돌이 발생하는 경우 데이터 전송을 즉각 멈춤
3. 전체 호스트에게 충돌이 일어났음을 알리는 신호를 보냄
4. 충돌을 일으킨 호스트들은 무작위 수random number를 만들어 일정시간 기다린 후 재전송

 

토큰링 : 호스트들을 원형으로 연결, 토큰이라는 빈 패킷이 한쪽 방향으로 계속 회전

전송을 하려는 호스트가 있다면 빈 토큰을 가져가서 토큰에 주소와 데이터를 채운 후 전송

목적지 주소에 토큰이 도착하면 해당 호스트는 내용을 복사한 후 계속 토큰을 전달

1. 토큰이 회전하여 처음 데이터를 보냈던 곳에 돌아오면 해당 호스트는 토큰을 회수한 후 내용물을 지우고 빈 패킷을 다시 옆으로 전송
2. 토큰에 데이터를 채워서 보낸 호스트가 데이터를 지우고 빈 패킷을 만듬

 

여러 개의 호스트들이 동시에 데이터를 보내는 경우

1. 토큰링 방식에서는 하나의 호스트가 데이 터를 보내고 지운 후 빈 토큰을 옆으로 전송
2. 여러 개의 호스트들은 순서대로 돌아가면서 데이 터를 보냄
3. 예약을 통한 충돌회피 방식

 

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데이터 링크 계층에는 HDLC, LAP, LAPB, LAPD, LAPF, ATM, PPP와 같은 많은 종류의 프로토콜들 이 있음. 근간이 되는 프로토콜 이 HDLC

HDCL(High-level Data Link Control) 프로토콜

• 동기식 전송을 사용하며, 동기식 중 비트 방식을 사용, 비트 스터핑 사용
• HDLC는 통신방식으로 유니케스트, 멀티 케스트, 브로트 케스트를 모두 지원.
• HDLC 프로토콜은 흐름제어로 슬라이딩 윈도우 프로토콜을 사용하며, Go-Back-N ARQ와 Selective Repeat ARQ를 모두 지원
• FCS(Frame Check Sequence) : 오류제어를 위해 사용되는 필드, CRC-16사용

정보 프레임(I frame) : 사용자 정보와 제어 정보를 모두 포함하는 일반 프레임을 의미

감시 프레임(S frame) : 제어 정보만 가지고 있는 프레임

비번호 프레임(U frame) : 연결 관리 정보를 포함하는 프레임을 의미

 

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이더넷 프레임 : LAN의 대부분을 차지함

• Data + padding 필드에는 LLC 계층으로 부터 받은 LLC 프레임이 들어감
• 이더넷 프레임은 데이터의 크기는 최대 1500바이트로 한정
• 상위에서 받은 데이터가 46보다 작은 경우에는 패딩을 붙여서 46바이트(전체 64바이트)로 맞춤
• 이더넷 프레임의 크기는 최소 64바이트에서 최대 1518바이트로 한정되어 있음
• 프레임이 언제 끝날지 예측이 가능하기 때문에 포스트앰블을 사용하지 않음

• 프리앰블은 프리앰블 7바이트와 SFD 1바이트, 총 8바이트로 구성
• 프리앰블은 10101010을 7번 전송하는데 이것이 통신의 시작을 알림
• 7바이트의 프리앰블이 끝나고 난 후, 프레임의 시작을 알려주는 것이 SFD(10101011)
• Destination address와 Source address는 각각 목적지 주소와 보내는 호스트 주소를 가리키며 둘 다 6바이트의 MAC 주소
• Length/Type 필드의 경우 데이터가 1500바이트 이하이면 데이터의 길이(Length)를 나타냄
• Length/Type 필드의 값이 1500이상이 Type으로 해석
• FCS 필드는 이더넷 프레임의 오류 탐색을 위한 것으로 CRC-32 사용