[CCNA] ICND 강좌 6편

Internetworking 개념 스윽 훑어보기(계속)

오늘은 처음부터 목표를 조그맣게 잡고 Data link layer의 기능만 다뤄보도록 하겠습니다. 다행이 어제 많은 내용을 다루었기 때문에 좀 수월하지 않을까 생각해봅니다.

7. Data link layer의 기능 링크레이어는 물리적인 주소체계(MAC address)를 갖습니다. 이 맥어드레스를 이용하여 상위계층의 논리적 주소인 IP간의 통신을 가능하게 해주는 역할을 합니다. 링크레이어에서 비로소 브로드캐스트, NBMA등의 네트워크 토폴로지(topology: 네트워크의 구성도 정도로 이해하시면 됩니다.)를 형성합니다. 그림에서 보시듯, 물리계층에서 올라온 802.3이 802.2 표준과 함께 사용되어 이더넷을 통한 LAN 통신을 구성하며, HDLC, Frame Relay등의 방식으로 WAN 통신환경을 구성합니다. NBMA, HDLC등의 어려운 말들은 추후에 다룰 것입니다.

라우터의 목적인 데이타가 가야할 최적의 위치를 파악하는 것이라면, 데이타 링크 레이어의 스위치는 MAC 주소를 이용해 각각의 장비들을 개별적으로 식별합니다. 지난 강의의 데이타 포장하기의 그림에서, 네트워크 레이어의 패킷이 링크 레이어로 넘어오면서, LLC 헤더에 의해 포장되고, 다시 MAC 헤더로 포장되어 프레임으로 바뀌는 것을 기억하실 겁니다. 링크 레이어는 이와 같이 내부에 두개의 서브레이어를 갖습니다. - LLC (Logical Link Control) 802.2 - MAC (Media Access Control) 802.3 이름에서 보시듯 LLC는 네트워크 계층과 MAC은 물리 계층과 밀접한 연관을 가지고 있습니다. MAC 서브레이어는 네트워크 레이어의 프로토콜을 식별할 수 없기 때문에 LLC가 MAC의 상위에서 그 역할을 담당합니다. 반대로 수신된 프레임에 대해서는 LLC 헤더를 통해 상위 레이어의 프로토콜을 확인할 수 있도록 도와줍니다. 그런 이유로 802.2 LLC 프레임을 SAP(Service Access Point)라고 부릅니다. SAP이 어떻게 상위 레이어 프로토콜을 정의하는지 살펴보기에 앞서 802.3 MAC 서브레이어를 알아보겠습니다. 맥 레이어는 상위에서 온 정보를 미디어에 실어나르는 역할을 하는데, 이때 들어온 순서대로 내보냅니다. MAC 주소는 또한 이곳에서 정의되지요. 다음 그림은 802.3 프레임 구조입니다.

처음 8 바이트 preamble은 '서문'이란 뜻으로, 프레임의 시작을 알려줍니다. 다음의 6 바이트씩 목적지 주소와 소스 주소가 표시됩니다. (MAC 주소는 6바이트, 48비트입니다.) 다음 필드는 전체 프레임의 길이를 표시하는 부분입니다. 만약 이 필드에 Type이 사용된다면, Ethernet II 프레임이라 부르며, 상위 레이어 프로토콜의 유형을 정의합니다. 따라서 Ethernet II는 LLC가 필요없겠죠. 802.3은 LLC의 도움을 받아 상위 레이어 프로토콜을 정의한다고 했는데, 그렇다면 어디에 LLC가 있을까요? 앞서 LLC는 MAC 레이어의 상위에 존재한다고 말씀드렸습니다. 따라서 이미 MAC 레이어의 입장에서 하나의 데이타로밖에 안보이겠죠. 즉, Data 필드안에 이미 LLC 프레임이 포함되어 있는 것입니다. 마지막으로 FCS필드는 Frame Check Sequence로 에러와 관련된 곳입니다. 그럼 MAC 프레임의 Data 안에 포장되어 있는 LLC 프레임을 살펴보고, 어떻게 상위 레이어 프로토콜을 정의하는지 알아보겠습니다.

위 그림은 LLC 프레임의 구조입니다. 참고로, 상위 레이어의 PDU는 하위로 내려와 일반 Data로 바뀐다고 하였습니다. 그렇다면 LLC 프레임이 가지고 있는 Data 필드는 무엇일까요? 답은 네트워크 레이어의 패킷입니다. 이제 프로토콜 분석장비로 LLC 프레임을 분석한 결과를 살펴보겠습니다. 위의 두 그림과 비교하며 보세요.

얼핏 보시면 Flag(=Preamble), 길이, 목적지, 소스 맥주소등이 보여 802.3 프레임같아 보입니다. 그렇지만 DSAP, SSAP 필드를 금방 찾을 수 있을겁니다. 말씀드린바와 같이 LLC 프레임은 MAC 프레임에 포함되기 때문에 SAP이 있고 없고로 두 프레임을 판단합니다. 그런데 SAP 필드에 NetWare라는 것이 보이죠? NetWare는 Novell사에서 개발한 운영체계입니다. 여기서 우리는 이 SAP을 통해 프레임이 수신측에 도착하면, 네트워크레이어와 트랜스포트 레이어에서 각각 IPX, SPX를 사용할 것이라는걸 알 수 있습니다. 이제 링크레이어가 어떻게 상위 레이어 프로토콜을 정의하는지 알겠죠? 802.2는 SAP 이외에도 SNAP이 있습니다. SNAP은 DSAP과 SSAP이 항상 AA이며, Ctrl 필드는 항상 3입니다. 이제 스위치에 대해 알아볼 차례인데, 앞서서 이미 여러번 말씀 드려서 간략히 넘어가도록 하겠습니다. 아래 그림은 Cisco Catalyst 3550 스위치입니다. 요즘 CCIE 랩시험에 등장하는 멀티레이어 스위치죠.

스위치는 ASIC이라 불리는 하드웨어 기반의 브리징 계산을 수행하기 때문에, 예전의 소프트웨어 기반의 브릿지에 비해 월등한 속도를 자랑합니다. 스위치에 전원이 공급되면, 워크스테이션으로 부터 들어오는 프레임의 소스 주소를 분석하여 그 위치를 파악합니다. 스위치의 포트와 소스 주소를 기록해 두는 것이죠. 이 기록장을 Mac address table이라고 부릅니다. 만약 이 테이블에 없는 주소가 들어오면, 해당 포트를 제외한 모든 포트로 브로드캐스팅을 합니다. 이때 이 스위치의 동작들을 네트워크 호스트들은 전혀 알 수가 없기 때문에 이것을 Transparent Bridiging이라고 합니다. 스위치는 포트별로 각각 콜리전 도메인을 갖고, 모든 포트는 하나의 브로드캐스트 도메인에 포함됩니다. 기억나시죠?

스위치는 포트별로 각각의 대역폭을 갖기 때문에 허브처럼 충돌이 일어날 염려가 없는것이죠.

아! 오늘은 예도 별로 없고, 너무 어렵게 설명한게 아닌가 걱정입니다. 처음 접하시는 분들은 이해를 못하실지도 모른다는 생각이 드는군요. 혹시 아리송하시면 일단 넘어가시고 어느정도 내공을 쌓고 돌아오시면 금방 이해가 되실겁니다. 다음 시간에는 네트워크 레이어의 기능을 하면서 IP 주소 체계에 대해 공부하겠습니다. 기대해 주세요.

Netguide CCNA 교육담당 배남이

※ 출처 : Netguide