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물리/데이터링크 계층(Layer 1,2)

JeongSeulho

2024년 11월 22일

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물리 계층

  • 디지털 신호를 실제 전기 신호(아날로그 신호)로 변환하고 전송, 수신하여 다시 디지털 신호로 변환하는 계층

랜카드

  • 랜카드는 물리 계층과 데이터링크 계층을 담당
  • 아날로그, 디지털 신호를 변환
  • 랜카드는 MAC 주소를 가지고 있는데, 수신 받은 신호의 목적지로 명시된 MAC 주소가 나의 MAC 주소와 같은지 확인, 같으면 데이터를 CPU에 전달하고 다르면 버림

MAC 주소

  • 랜카드, 공유기(라우터), 스위치에 할당되며 기기를 구분하는 고유한 값
  • FF-FF-FF-FF-FF-FF는 브로드캐스트 주소로 즉, 해당 네트워크의 모든 장치를 지칭

리피터

  • 케이블이 길어지면 전기 신호가 약해지는데 이를 중간에서 증폭시켜주는 역할

허브

  • 여러 컴퓨터를 연결하는 중간 다리 역할(없다면 PC 1개에 랜카드를 여러개 달고 MESH 네트워크를 구성해야 함)
  • 받은 데이터를 모든 노드에 전달하고 각 노드에서 MAC 주소를 사용하여 나에게 온 데이터인지 확인(브로드 캐스트)
  • 리피터의 기능도 포함

COLLISION DOMAIN

  • 허브내의 네트워크에서 충돌이 발생하는 범위
  • 허브내의 네트워크에서는 같은 채널과 대역폭 사용 즉, 2개 이상의 노드에서 데이터를 동시에 전송하면 신호가 왜곡
  • 이러한 충돌 문제 해결을 위해 스위치 사용

데이터링크 계층

  • 원하는 노드에 데이터를 전달할 수 있도록 하는 계층 => MAC 주소를 사용

이더넷

  • 데이터링크 계층에서 가장 많이 사용되는 프로토콜
  • 네트워크 계층에서 받은 데이터에 이더넷 헤더를 붙여 물리 계층으로 전달

image

  • 왼쪽부터 송신측에서 보내고 수신측에서 받음
  • Preamble/SFD : 랜카드에게 이더넷 프레임의 시작을 알림
  • Destination address : 목적지 MAC 주소(브로드 캐스트인 경우 FF-FF-FF-FF-FF-FF)
  • Source address : 출발지 MAC 주소
  • Length/Type : 데이터의 길이 또는 상위 계층 프로토콜 종류
  • FCS : 데이터 손상 여부

브릿지

  • 허브에서 메모리와 CPU를 추가
  • 데이터의 목적지를 확인하여 해당 노드에만 전달(브로드 캐스트 충돌 문제 해결)
  • COLLISION DOMAIN을 분할 할 수 있음
  • 첫 통신에서 브로드 캐스팅하고 MAC 주소 테이블을 만들어 목적지를 확인하여 전달

스위치

  • 브릿지의 기능과 동일하지만 더 빠름(하드웨어 차이)