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 중 1번 pc가 2번 pc에게 데이터 전송원함

2. 1번 pc는 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. 2번 pc가 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 한 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 = 5분) 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.