[네트워크] 이더넷과 CSMA/CD

네트워크 토폴로지

토폴로지란?

일반적으로 외형적인 연결 모양을 의미하는 용어.

통신에서는 네트워크의 구성 형태 / 형상을 의미한다.

• 통신 노드의 외형적인 연결 모양
• 통신망을 구성하기 위한 물리적 결선 방식
• →네트워크의 주요 구성 요소들을 물리적으로 연결한 것이나 연결 방식

토폴로지 종류

케이블의 물리적인 구성만으로 이들을 구분할 수 없다.

• 망형
• 트리형
• 링형
• 성형(star)
• 버스형

이더넷 Ethernet

이더넷이란 ?

• LAN에서 가장 많이 사용하는 네트워크 통신 기술 (이외 토큰링, FDDI 등)
• 이더넷은 각 물리적 링크를 유일한 MAC주소를 사용하는 포트와 연결하는 버스형 접속형태의 구조이다.
• 인터넷의 서브 집합 개념
• 이더넷에서 사용되는 통신 방식이 CSMA/CD 방식

이더넷의 종류

• 10Base-5 (동축케이블 기반 이더넷)
  • 전송속도 10Mbps, 베이스밴드 전송 방식(디지털 신호 전송), 한 세그먼트의 최장 거리가 50m
  • 장점 - 안정성
  • 단점 - 전송매체가 단절되면 전체 통신망 다운될 수 있다, 케이블이 무겁고 두꺼워 설치가 어렵고 가격이 비쌈
• 10Base-2 (동축케이블 기반 이더넷)
  • 전송속도 10Mbps, 베이스밴드 전송방식, 한세그먼트의 최장거리가 200m
  • 얇은 동축케이블을 전송 매체로 사용하는 이더넷 구성 방식
  • 장점 - 설치가 용이하고 설치 비용이 저렴
  • 단점 - 전송매체가 단절되면 전체 통신망 다운될 수 있다
• 10Base-T(UTP 케이블 기반 이더넷)
  • UTP 케이블을 사용하는 베이스밴드 방식의 신호 전송기술
  • 10Mbps, 베이스 밴드 방식의 신호 전송 기술, UTP 케이블을 사용한다는 의미
  • 장점 - 안정성이 뛰어나고 관리가 용이함
  • 단점 - 초기 설치 비용이 많이 든다.

10 Mbps Ethernet Fast Ethernet

이더넷의 종류	10Base-5	10Base-2	10Base-T	100Base-TX	100Base-FX
사용 케이블	굵은 동축 케이블	얇은 동축 케이블	- 카테고리 3, 5 UTP	- 카테고리 5 UTP- 네쌍 동산중 두쌍만 사용	- 광케이블
전송속도	10Mbps	10Mbps	10Mbps	10Mbps, 100Mbps	100Mbps
전송 거리	500m	200m	100m	100m	2000m = 2km
전송 방식	베이스밴드
장점	안정성	설치비용 저렴	안정성관리 용이
단점	설치어려움,설치비용 비쌈	전송매체가 단절되면 전체 통신망 다운	초기설치비용 비쌈
구조	버스형		물리적 배선형태는 성형(star)이지만,논리적으로는 매체공유방식인 버스형 LAN
특징	전송매체가 단절되면 전체 통신망 다운		모든 통신 장비는 중앙의 허브와 UTP 케이블로 연결된다.	기존의 이더넷 방식과의 호환성 유지하며 구현CSMA/CD방식, 프레임형식

이더넷의 확장

• 이더넷에서는 노드(MAC주소를 가지는 장치)가 일정 수준 이상 많아지면 패킷 충돌이 일어나서 성능이 급격하게 저하된다. 따라서 모든 노드 수용이 불가능하기 때문에 확장 되어야 한다.
• repeater, bridge, router 등을 이용하여 확장한다.

UTP

• 설치가 용이하고 가격이 저렴한 이더넷 케이블
• 이전에는 동축 케이블을 사용한 이더넷을 사용했다.
• 현재도 사무실 등은 UTP 기반의 이더넷으로 통신망이 구축되어 있다.

CSMA/CD

• CSMA/CD 방식은 버스형 통신망으로 알려진 이더넷에서 주로 사용한다.
• CSMA/CD 방식은 데이터를 보내기 전에 반송파를 전송해서,
• 반송파가 감지되면 네트워크에 데이터가 전송 중인 것으로 판단 (carrior sence)
• 데이터가 전송 중이지 않으면 데이터를 전송하는데 네트워크에 연결된 모든 컴퓨터에 데이터를 전송한다 (Multi Access) → 이 방식은 LBT(Listen Before Talk) 이라고 한다.
• 충돌을 인식하면 Jam signal을 네트워크 내에 모든 pc에 전송하게 되고, 충돌이 감지되면 데이터를 전송했던 PC들은 랜덤시간 동안 대기한 후에 다시 전송한다. (collision detection)

많은 수의 노드가 전송을 시도하여 계속해서 충돌이 일어나면 전송 효율이 급격하게 떨어진다.
이런 현상을 방지하기 위해서 네트워크를 브리지 또는 라우터로 분할(segmenting)하여 사용(filter)해야한다.

 

랜카드 (NIC, network interface card)

• 네트워크에 접속하고 데이터를 송수신 하기 위한 장비
• 랜카드의 고유 식별 번호 → 전세계 고유번호이다
• 사용자의 컴퓨터와 네트워크 사이에 인터페이스 역할

원칙적으로 랜카드 하나에 하나의 IP 주소를 할당할 수 있다.
물리적인 하나의 랜카드에 여러개의 IP설정하려고 할 때는 랜카드의 디바이스 파일을 복제해서 랜카드가 여러개 있는 것 처럼 OS를 속이고 IP를 여러개 설정 가능하다.
이러한 방식이 작동 하는 이유는 OS 가  디바이스 파일을 이용해서 하드웨어를 인식하기 때문이다.

MAC address (Media Access Control address)

• node 를 구분하는 고유 주소
• 6바이트로 이루어져 있고 00:00:00:00:00:00
• 앞의 3바이트가 제조사 고유 코드, 뒤의 3바이트가 제품의 일련 번호.

• 패킷을 전송할 때 같은 네트워크 안에서는 MAC address를 가지고 목적지를 찾아간다
• 같은 네트워크 ( 같은 라우터를 사용하는 네트워크 = 브로드캐스팅을 했을 때 패킷을 받는 컴퓨터 )

브로드캐스팅 주소
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