LAN

안녕하세요 미씨오입니다.

LAN에 대해 배운 내용 공유해드립니다.

 

이더넷 - 802.3 표준화

 

CSMA/CD(Carrier Sense, Multiple Access/Collision Detection)기법 - 충돌을 미리 피할 수 있게 했다.

전형적인 이더넷에는 모든 노드들이 물리적 매체에 직접 부착되어 있어서 다중접근을 가능하게 한 기법이다.

어느 한 노드가 다른 노드에게 데이터를 보낼 때 다른 모든 노드들도 그 데이터를 볼 수 있고, 어느 한 순간에는 한 노드만 데이터를 전송할 수 있기 때문에다른 노드들과 늘 경쟁해야하는 상황이다. (노드A가 다른 노드들을 개의치 않고 데이터를 보낼 때 마침 노드 B도 데이터를 보내는 경우 충돌이 일어나게 되고 데이터의 손상이 생길 수 있다)이를 막기 위해 전송감지가 필요하다.

하지만 노드가 많을 경우 노드를 기다리다가 시간이 지나서 전송을 못할 수도 있고, 한 순간에 두 노드가 동시에 데이터를 보내서 데이터가 충돌될 수 있으므로 충돌감지 기능도 필요하다.너무 많은 충돌이 일어나면 데이터 전송이 어려워진다. 이렇게 충돌의 영향을 받는 네트워크를 충돌영역으로 부른다.

 

물리층

1. 이더넷은 물리층에서 단일 케이블로 연결되는데 이를 버스 아키텍처로 부른다.
2. 네트워크에서는 아키텍처를 토폴로지로 구별한다.버스 토폴로지 확장이 어려운 편인데 새로운 노드를 추가(스케일러블하다)하려면 케이블을 재배치하거나 신호가 반향되지 않도록 버스라인 끝에 50옴의 저항인 터미네이터를 부착해 두어야한다.
3. 버스 아키텍처의 불편을 없애기 위해서 허브라는 장치에 각 노드들을 연결하는 방법이 스타 토폴로지이다. 허브는 일종의 멀티포트 리피터기능을 한다. 스타 토폴로지는 별도의 설정제한 없이 스케일러블해서 현재 대부분 사용하는 토폴로지이다.

데이터링크층

1. CPU에게 인터럽트로 알려서 처리하게 하는 코드가 펌웨어로 내장되어 있다.
2. 브로드캐스트 프레임은 모든 노드들을 목적지로 해서 보내는 프레임으로 해당 영역 내의 모든 노드들이 이 브로드캐스트 프레임을 받아서 CPU가 처리하게 하므로 네트워크 성능이 매우 떨어져 효율이 나빠진다. 이를 줄이기 위해 네트워크를 세그먼트로 분할 즉 적저한 크기로 목적에 맞게 노드들을 그룹화해서 여러 개의 충돌영역으로 쪼개는 것이 네트워크 설계에 있어서 중요하다.

이더넷과 케이블 종류

이더넷과 토큰링에서 자주 보는 UTP와 STP 케이블은 종류에 따라서 쌍으로 두 줄과 네 줄이 있는데 STP는 성능이 좋지만 가격이 비싸서 토큰링에서 주로 사용되고 대부분 이더넷에서는 UTP를 사용한다.

1. UTP/STP 케이블 시리즈는 CAT(CATegory)로 분류하는데 cat1은 전화선에서 사용되고, cat3는 10BaseT에서 사용되며, CAT4는 토큰링, 그리고 CAT5가 패스트 이더넷용으로 사용되다가 기가비트 이너넷도 사용하는 추세 100BaseSX나 1000BaseLX/LH와 같은 기가비트 이더넷인 경우는 광케이블을 사용한다. CAT1에서의 연결 잭을 RJ-11이라고 부르고 이더넷용 연결 잭은 RJ-45로 부르는데 11보다 좀더 크다
2. 케이블 TC나 브로드밴드 TV, 씬 네트워크와 시크 네트워크에서 사용되는 동축케이블은 RG로 분류하는데 씬 네트워크는 RG-58,  씨크 네트워크는 RG-8로 정의 되어 있다.

Thin	동축케이블이 얇다	10Base10/T - 이더넷 거리를 말함
Thick	조금 두껍다.	10Base/200 - 185m까지 연결
Baseband	속도는 느리지만 정확한 연결
Broadband	넓은지역으로 전달

     3. UTP/STP 케이블에서는 장치 연결에 따라서 Straight-through, cross-over, Rollover 방식이 있다.

UTP	속도(bps)	사용처
CAT1	1M	음성 전화, ISDN BRI, 데이터용이 아님
CAT3	4M	음성 전화와 10BaseT Ethernet에서 사용
CAT5	100M	주로 100BaseTx Ethernet에서 사용
CAT5e	1G	CAT5와 유사, 전자기장을 줄이기 위해서 물리적 분리기가 4페어에 있음

 

토큰링

1. IBM에서 고안, 모든 네트워크 인터페이스 안에 리피터가 들어있으므로 이더넷보다 비용이 더 들지만 안전하고 신뢰성 있고 빠르다. (802.5)
2. 두 개의 인터페이스가 필요하기 때문에 토큰링용 NIC가 따로 있어야 하고 케이블은 광케이블이나 STP를 사용하면 된다.

물리층

1. MAU나 MSAU라는 장치 속으로 들어가 있다. 따라서 논리적으로는 링이지만 물리적으로는 스타형을 이룬다.
2. CAT5 케이블을 사용할 수 있으며 네트워크 카드에는 포트가 2개 있어야 하므로 전용 네트워크 카드를 사용해야 한다.

FDDI(Fiber Distributed Data Interface)

1. 100Mbps LAN을 위한 사양으로 토큰링과 유사한 토큰패스를 사용하지만 광케이블에서 동작하므로 백본 네트워크에서 주로 사용된다.
2. 빛을 통해서 전송하므로 EMI나 RMI가 없고 전기신호도 없으므로 보안이 우수하다.
3. 서로 반대방향으로 도는 이중 링으로 구성되어 있어서 1차 링이 고장 나도 2차 링을 통해서 즉시 프레임이 반대방향으로 계속해서 흐를 수 있게 하는 래핑 기법이 사용된다.
4. SAS, DAS, 컨센트레이터 세가지 방식으로 연결된다.SAS는 컨센트레이터를 통해서 네트워크에 연결되므로 직접 링에 연결되는 것이 아니어서 SAS를 끄거나 제거해도 토큰은 네트워크에 영향을 끼치지 않은 채  다음 SAS나 DAS로 전달된다. 단 DAS가 고장시 네트워크가 정지하게 된다.

ATM(Astnchronous Transfer Mode)

1. ATM은 WAN 프로토콜이지만 이를 이더넷이나 토큰링으로 에뮬레이트해서 LAN에서도 ATM을 사용할 수 있도록 한 것이 LANE(LAN Emulation)인데, 비용이 많이 들어서 실용성이 없다. 큰 데이터를 즉시 보내기 위해서 패킷대신 53바이트의 일정크기를 가진 셀 단위로 전송하는데 53바이트 중에서 48바이트가 데이터이고 나머지 5바이트는 ATM 헤더이다.