본문 바로가기

낙서장- 네트워크

네트워크 공부 3일차

데이터링크에서의 통신

데이터링크에서의 통신 : LAN카드를 통해 이뤄짐

LAN카드 : 유저의 데이터를 허브, 스위치, 라우터 등을 통해 전달, 자신에게 온 데이터를 CPU에 전달

허브

허브 : 여러 대의 컴퓨터, 네트워크 장비를 연결하는 장치, 2계층 장비로써 리피터라고도 함, CSMA / CD의 적용을 받음

리피터 : 자신에게 들어온 데이터를 다른 쪽으로 연결해주는 역할을 함

 

허브의 원리

1. 허브에 연결되어있는 여러 대의 pc 1pc2pc에게 데이터 전송원함

2. 1pc는 허브에 데이터 전송, 허브는 브로드캐스트로 연결되어있는 모든 pc에 전송

 

3. 모든 pc는 데이터를 받았지만, 자신의 lan카드의 MAC 목적지 주소 확인 후 자신의 것이 아니면 버림

4. 2pc가 자신의 데이터라는 것을 알고 lan카드는 cpu에게 인터럽트 요청 후 수행

 

허브의 종류 - 인텔리전트 허브, 더미 허브 , 세미 인텔리전트 허브

허브의 종류를 나누는 조건 : NMS 유무

1. 인텔리전트 허브

   - NMS(네트워크 관리 시스템)을 통해 관리가 되는 허브

  - 대형 네트워크 사용시 많이 사용

   - Auto partition- 만약 허브에 연결된 PC가 문제가 발생하면 알아서 isolation(분리)시킴

  - 허브에서 분리된 포트는 램프로 표시되기 때문에 어느 PC에서 문제가 있는지 알 수 있다.

2. 더미 허브 

 - 네트워크나 네트워크 장비들과의 연결, 신호 증폭만의 기능을 가진 허브NMS 존재 x, 소형 네트워크 사용시 많이 사용

 - 장점 : 1. 설치하기 쉽다

                 2. 비용이 저렴하다

 - 단점 : 1. 연결되어있는 노드 수가 증가 되거나 전송량 증가시 정체현상 생김(병목현상)

3. 세미 인텔리전트 허브

  - 더미 허브와 인텔리전트 허브의 중간, 더미 허브이지만 인텔리전트와 연결 시 인텔리전트 허브처럼 사용이 가능

 

허브의 한계

통신시 여러개의 PC가 허브에 연결되어 있을 경우(같은 콜리전도메인에 있을 때) 어느 순간에는 PC만 데이터를 보낼 수 있다.(CSMA / CD 때문에) 속도 저하를 일으킴

허브의 콜리전 도메인을 나눠주기 위해 브리지, 스위치가 등장

 

허브같은 경우 콜리젼 도메인이 나눠지지 않아 한번에 한노드만 보낼 수 있다.(나머지는 대기)

 

 

스위치 같은 경우 콜리젼 도메인을 나눠나 여러개의 노드에서 동시 통신이 가능하다.

 

허브와 스위치의 차이

 

허브

스위치

충돌문제 처리

X

O

에러처리

X

O

속도

빠름

느림

가격

저렴

비쌈

속도같은 경우 요즘 기술이 좋아져 허브와 스위치와의 차이는 얼마 나지 않고 기술의 발전으로 스위치의 가격도

많이 비싸지는 않다.

 

브리지

브리지도 스위치처럼 콜리전 도메인을 나누어주는 역할을 하는 장비로써 스위치의 바로 전단계라고 볼 수 있다.

브리지나 스위치나 콜리전 도메인을 나누어 네트워크의 동시 통신을 가능하게 해준다.

 

1. Learning 2. Flooding 3. Forwarding 4. Filtering 5. Aging

 

브리지와 스위치의 5가지 기능

1. Learning : 브리지와 스위치는 통신시 송신자의 MAC주소를 자신의 MAC 주소 테이블에 저장해 통신을 허용할지 거부할지 결정한다.

 

2. Flooding : 만약 자신의 MAC 주소 테이블에 존재하지 않는 송신자의 MAC 주소로부터 통신 요청이 오면 요청 받은 frame을 모든 MAC주소로 브로드캐스트 함

 

3. Forwarding : 목적지는 정해져 있지만 목적지가 다른 세그먼트에 있는 경우 해당 세그먼트로 frame을 전송

 

4. Filtering : 출발지와 목적지가 동일한 콜리전 도메인에 존재하는 경우 다른 콜리전 도메인으로 frame이 넘어가는 것을 막음

 

5. Aging : 타이머를 두어(default time = 5) 타이머 시간 안에 동일한 MAC 주소로부터 통신 요청이 들어오지 않으면 자신의 MAC 주소 테이블에서 MAC 주소를 지움 계속해서 Learning이 가능하게 함

 

 

브리지와 스위치의 차이

1. 전송속도 : 스위치 > 브리지

    → 하드웨어적 처리하는 스위치가 소프트웨어적으로 처리하는 브리지보다 속도가 빠름

2. 브리지는 포트들에게 같은속도를 지원 but 스위치는 서로 다른 속도를 지원 가능

3. 제공가능한 포트 수 : 스위치 > 브리지

    →브리지가 한번에 제공 가능한 포트 수 : 2 ~ 3개 스위치 : 수십개 ~ 수백개

4. 프레임 처리방식

    → 스위치 : cut-through, store and forward, 브리지 : store and forward

프레임 처리 방식

store and forward

cut-through

fragment-free

특징

모든 프레임을 전부 받은 후 처리를 시작

프레임의 목적지 주소만 본 후 바로 처리

두가지 방식의 장점을 합친 방법

처리속도

느림

빠름

빠름

에러복구 능력

좋음

좋지 않음

보통

 

루핑 : 프레임이 네트워크상에서 무한정으로 돌면서 다른 PC의 통신을 방해하는 것

스위칭 루프(Switching Loop) : 브릿지나 스위치에서 브로드 캐스트로 패킷을 받거나 MAC 주소 테이블에 MAC 주소가 없을 경우 Flooding 하게 되는데 이게 계속 반복하다보면 루핑이 일어나는데 이것을 스위칭 루프라고 함

스위칭 루프의 영향

- 브로드캐스트 폭풍

- 중복수신

- MAC 주소 테이블의 불안정

루핑이 발생하게 되면 CSMA / CD의 특성 상 다른 PC들은 통신을 못하고 대기하게 됨

스패닝 트리 알고리즘 / 목적지 경로 설정을 통해 네트워크 상에서 루핑을 막을 수 있다.

 

스패닝 트리 알고리즘

- 루핑을 막기위한 알고리즘

- 경로가 2가지 이상일 경우 한 개의 경로만 남기고 나머지 경로는 막아버림

- 만약 열려 있는 경로가 문제가 생기면 최선책의 경로를 열어 통신을 하게 함

 

라우터

1. 서로 다른 네트워크를 연결해 준다

2. 최상의 경로를 알려주는 역할을함(경로 배정표를 가지고)

3. 흐름제어

4. 패킷 필터링을 함으로써 불필요한 트래픽 전송을 막음으로써 보안 기능 향상

     - 스위치에서는 보장할 수가 없음

5. 로드분배를 함으로써 최상의 경로의 문제가 생길 경우 차선의 경로로 안내 가능

6. QoS(Quality of Service)기능 제공

     - QoS : 데이터를 목적지까지 빠르게, 일정한 속도로, 신뢰성있게 보내기 위한 기술

 

포스팅 하는 모든 내용의 그림 및 내용은 후니의 CISCO 네트워킹 책을 인용한 것 입니다.

'낙서장- 네트워크' 카테고리의 다른 글

네트워크 6일차  (0) 2019.01.06
네트워크 공부 5일차  (0) 2019.01.04
네트워크 공부 4일차  (0) 2019.01.03
네트워크 공부 3일차  (0) 2019.01.01
네트워크 공부 2일차  (0) 2018.12.31
네트워크 공부 1일차  (0) 2018.12.31