네트워크 액세스 계층 - 이더넷

네트워크 액세스 (접근) 계층 : 근원적인 통신이 이루어지는 지점.

 

OSI 7계층에서 본다면, 물리 계층 + 데이터 링크 계층의 역할을 수행 하는 것이 네트워크 접근 계층 이라고 정의 한다.

 

참고로,

주로 LAN (Local Area Network) 환경에서 데이터를 주고 받는 규칙이 네트워크 접근 계층에 정의 되어 있는 경우가 많다.

 

 

 

이더넷 이란 ?

 

 

이더넷 : 오늘날 특히 유선 LAN 환경에서 사실상 표준으로 자리잡은 대표적인 기술 이다.

 

LAN : Local Area Network : 근거리에 있는 호스트끼리 정보를 주고받는 것을 의미 한다.

 

그런데 정보를 주고 받기 위해서는,

어떤 케이블을 사용할것인지 ? (그래야 양쪽에서 케이블을 인식할 수 있으니까)

케이블 스펙은 어떠한지 ? (케이블 종류가 어떠한지 ?)

송수신되는 정보 (데이터 == 메세지) 의 형식은 무엇인지 ?

..

등을 서로 알고 있어야 한다.

 

이러한 규약이 정의 되어 있는 기술을 이더넷이라 한다.

 

---

[ 요약 ]

 

WAN 환경에서 대표적인 기술 >> 인터넷

* WAN : Wide Area Network

 

LAN 환경에서 대표적인 기술 >> 이더넷

* LAN : Local Area Network

 

LAN은 작은 규모의 네트워크 이다.

일상적인 리소스 공유를 위한 실용적인 솔루션을 제공 한다.

여러 LAN이 연결되면 결국 그것은 광대한 영역을 아우르는 넓은 범위의 네트워크인 WAN을 의미 하게 된다.

 

이더넷 : 물리 계층 + 데이터 링크 계층 == 네트워크 액세스 계층 의 스펙 및 프로토콜을 정의.

 

즉, 이더넷은 현대 (유선) LAN에서 가장 대중적으로 사용되는 프로토콜이라고 생각 하면 된다.

 

사전에 이더넷을 통해서 데이터를 어떻게 주고 받을지에 대한 모든 정보들이 정의 되어 있다.

---

 

이더넷 기술

 

물리 계층 : 이더넷으로 통신이 가능한 케이블. == 이더넷 케이블.

 

데이터 링크 계층 : 이더넷 프레임.

 

가장 흔하게 볼 수 있는 통신 케이블 이다.

 

 

이더넷은 현재까지도 발전 중인 기술이다.

 

이더넷 국제 표준 : IEEE 802.3

 

참고 :

 

https://www.ieee802.org/3/ 

IEEE 802.3 ETHERNET

 

위의 단체에서 다양한 이더넷 국제 표준을 생성 하고 있다.

 

그런데, 이렇게 많은 국제 표준을 어떻게 구분할 것인가 ?

 

이더넷 국제 표준 (규격) 버전은 802.3 뒤에 알파벳으로 구분 하게 된다.

 

예)

 

802.3u

802.3ab

..

 

이더넷 표준 규격에 따라 각각 케이블 및 전송 속도 등의 표준이 달라지게 된다.

 

 

이더넷 케이블을 지칭할 때는 전송속도 BASE - 추가 특성 으로 말한다.

 

예)

 

10BASE-T

25GBASE-LR

5GBASE-T

..

등등

 

참고 : 추가 특성 정보

 

 

 

 

왼쪽 부터, 동축 케이블 / 트위스티드 페어 케이블 / 싱글 모드 광케이블 / 멀티 모드 광케이블

 

보통 케이블을 지칭할 때는 표준 규격보다는 이더넷 케이블을 의미한다. 따라서 케이블 종류를 잘 알아야 한다.

 

아무리 빠른 하드웨어 또는 CPU 또는 프로그램 또는 성능 최적화를 하더라도,

이것을 송수신 해주는 케이블이 그만큼의 속도를 지원 하지 못하면 전혀 의미가 없게 된다.

 

예) 이더넷 표준 규격에 따른 전송 매체 ( == 이더넷 케이블)

 

 

 

 

여기까지가 물리 계층에서 이더넷을 통한 표준 규약으로 통신 기술이 어떻게 다르게 정의될 수 있는지를 알아보았다.

 

다음은 위에서 언급했던, OSI 7계층에서 데이터 링크 계층에서 사용 되는 이더넷 프레임에 대해 알아보자.

 

 

위와 같이 이더넷 기반으로 데이터 통신을 하면 어떤 방식으로 데이터를 주고 받을지에 대한 통일된 방식이 존재 한다.

(물리적인 방식을 의미 하는 것이 아니다)

 

이더넷 네트워크에서 주고 받는 데이터 형식이 바로 이더넷 프레임 이다.

 

위의 페이로드 구간이 실제적인 데이터가 존재하는 영역 인데,

해당 데이터는 OSI 7계층의 3계층인 네트워크 계층에서 오는 데이터 이다.

 

 

 

프리앰블 :

총 8바이트 이다.

이더넷 프레임의 시작을 알리는 비트열.

송수신간의 동기화 작업.

첫 7바이트는 10101010, 마지막 1바이트는 10101011 (SFD)

 

이렇게 정해져 있는 비트열이 있기 때문에, 호스트 입장에서 이러한 비트가 다가오면,

아하 ? 이더넷 프레임이 오는구나 ~ 라고 알아차릴 수 있게 되는 것이다.

 

 

 

목적지 / 송신지 MAC 주소 :

 

데이터 링크 계층에서 사용 되는 주소 체계 이다. (주로 LAN 환경에서 사용 되는 주소 체계 이다)

 

MAC 주소는 물리적 주소 라고 불린다.

 

네트워크 세상의 주민등록번호 라고 생각 하면 된다.

 

네트워크 장치 (NIC == 특별한 장치) 마다 할당된 고유한 주소 이다.

(* 모든 컴퓨터는 기본적으로 NIC 장치가 존재 한다)

 

NIC는 네트워크 장치 이기 때문에 장치마다의 성능이 존재 한다.

 

NIC는 이더넷 프레임을 전달 받아서,

이더넷 프레임에 있는 목적지 MAC 주소를 보고, 

본인의 MAC 주소 이면 받아 들이고, 그렇지 않으면 이더넷 프레임을 폐기 한다.

 

 

 

참고 : NIC (Network Interface Card : 네트워크 인터페이스 카드)

 

 

연결 매체를 통해 받은 신호를 컴퓨터에게 전달 하는, 네트워크에 연결 하기 위한 하드웨어 이다.

(* 연결 매체 : 이더넷 케이블)

 

예전에는 아래의 좌측 첫 번째 이미지와 같이 제작 되었다.

 

오늘날에는 우측 두 번째 이미지와 같이 USB 형식으로 제작 된다.

 

또는, 세 번째 이미지와 같이 마더보드에 내장되어 있다.

 

 

 

 

이더타입 / 길이 : 

 

1536 이상일 경우 : 이더 타입 (이 프레임이 무엇을 캡슐화 했는지)

 

1500 이하일 경우 : 이더넷 프레임 크기 (길이)

(이더 타입 대신에 길이 (숫자) 가 표현 되면 1500 이하 라는 것을 의미 한다)

 

 

 

 

페이로드 : 

해당 데이터는 OSI 7계층의 3계층인 네트워크 계층에서 오는 데이터 이다.

 

 

 

FCS :

오류 검출을 위한 CRC 값이 명시 되는 필드.