데이터 통신 - LAN과 Data link 계층

*LAN - LAN 끼리 통신할 때는 라우터 필요

*LAN - Data link layer 끼리 통신할 때는 라우터 필요 없음. LAN 안에 라우터가 존재하는 것이 아님.

 

데이터의 변화 -> 계층 개념 사용

송신 : Ap(ap data) -> Transport(H + ap data = packet) -> Network(H + packet = datagram) -> Data Link (H + datagram = frame) -> 네트워크 카드(전기신호)

수신 : 네트워크 카드 -> Data Link(frame - H = datagram) -> Network(datagram - H = packet) -> Transport(packet - H = ap data) -> Ap(ap data)

*H(헤더)에는 IP주소가 들어가는 것이 아니다.

*ABCD 호스트가 있을 때, A -> B로 frame 전송 했다고 가정. -> B뿐만 아니라 C와 D에도 도달(불필요함) => 송신할 때, 목적지 MAC(destination MAC)을 적어야함. 

 

MAC 주소란?

네트워크카드(NIC)이 가지는 고유 번호. 32bit 즉, 4바이트로 이루어짐.

=> 송신할 때 목적지 MAC 주소 frame과 함께 보낸다.

IEEE에서 관리함. 즉, 전 세계에 동일한 MAC주소를 가진 LAN카드는 존재하지 않아야 함. 

 

네트워크 카드와 프레임 데이터

frame이 이더넷으로 올라갈 때, 전송/수신 호스트 두개의 네트워크 카드의 MAC주소가 저장됨. (frame 앞쪽에)

=> ABCD 호스트가 있을 때, 각 호스트는 수신되는 frame을 읽고, 일치하는지 체크함. 

     일치한다면, frame을 처리(frame에서 daragram을 추출함) + 에러 체크 수행

 

이더넷

* 이더넷 : LAN이 돌아가는 Data Link layer의 유선 통신 프로토콜 => 네트워크 카드가 지켜야할 규칙.

등장 : Ling방식을 사용했지만 노드 1개만 죽어도 망가지고 설치의 어려움이 있었음. Bus형태의 이더넷이 등장함에 따라 이 방식이 널리 퍼지게 됨.

 

이더넷 frame 구조

* octect = 1Byte

 

<동기화할 때(시간 맞출 때) 사용>

Preamble + Start of frame delimiter (7 + 1 octect = 8 octect)

: 2개의 네트워크 카드 간의 타이밍을 맞추기 위해 준비하는 단계. 바로 이더넷 프래임을 보내지 않고 8octect으로 시간을 맞춘다. 10101010을 보낸 뒤, 101010"11"이 나오면 바로 데이터 전송

*데이터와는 관련이 없다

 

<이더넷 프레임 - 헤더>

MAC destination : 목적지 MAC 주소

MAC dource :  송신 MAC 주소

Ethertype or length : 두 가지 타입 중 하나

 

<이더넷 프레임 - 데이터>

Payload : datagram 저장되는 공간

: datagram은 가변적이므로, length 필드를 통해 길이를 정하게 됨. 최대 길이는 1500Byte임.

=> 하나의 frame이 이동시킬 수 있는 데이터의 크기가 1500Byte라는 뜻

 

<이더넷 프레임 - 꼬리>

CRC : 에러 체크하는 것 (4Byte)

 

<frame 간의 차>

Gap : frame이 끝나자마자 바로 전달되면 충돌이 일어날 수 있음.

          서로 간의 충돌을 막기 위해 frame 간에 12Byte 정도 차이를 둠.

 

데이터 전송 적용

EX. 40대의 컴퓨터 중 S가 R로 데이터를 보내고 싶음.

S 입장 : S는 LAN으로 프레임 전송. 이때 S는 frame에 R의 MAC 주소를 함께 넣어 보내야하는데, 원래는 R의 MAC 주소를 알고 있지 않음. APR을 통해 R의 MAC주소를 기록함. 

R 입장 (그 외 38개의 컴퓨터) : LAN에 올라오는 frame을 계속 체크함. 만약 목적지 MAC주소와 자신의 MAC 주소가 같다면, 에러 체크 후 상위 계층으로 넘김. (payload의 datagram을 전달함.) 

 

*통신

네트워크 카드(NIC) 입장 : 목적지 NIC의 MAC 주소만 알면 됨. (네트워크 카드에는 IP 주소 필요없음)

Application 입장(A, B입장) : 목적지의 IP 주소를 무조건 알아야 함. (DNS 이용)

=> 통신의 대전제 : NIC은 IP가 아닌 MAC주소로 통신을 하지만, 애초에 ap가 통신하기 위해서는 목적지의 IP를 반드시 알고 있어야 함.