| Internetworking 개념 스윽 훑어보기(계속) |
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| 오늘은 어제까지 배운 OSI 모델을 각 레이어별로 심층 분석해보려 합니다. 주로 각 레이어에서 사용되는 장비들과 PDU의 구조를 살펴보게 될 것입니다. 이 과정을 공부하기 위해선 ethernet(이더넷)이 무엇인지에 대해 알아두어야 하기 때문에 우선 이더넷에 대해 잠시 설명한 후 넘어가겠습니다. |
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5. Ethernet(이더넷): IEEE 802.3
네트워크 또는 컴퓨터를 좀 다루어 보신 분이라면 아마 이더넷이라는 말에 익숙하실 겁니다. 우리가 LAN카드 하면 이더넷을 떠올리는 것도 그만큼 이더넷이 LAN에 대표적인 기술이라서 그럴것입니다. 이더넷은 1972년에 제록스에 의해 개발된 근거리통신망(LAN) 기술입니다. 현재는 IEEE란 조직에 의해 802.3이라고 표준화 되어 있습니다. 일반적으로 10Base-T라는 미디어 타입을 보편적으로 사용하며(사실 요즘은 10/100Base를 훨씬 많이 사용합니다), CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)라는 프로토콜을 사용하여 경쟁적으로 통신을 합니다. 우리가 PC에 설치해서 사용하는 LAN 카드 역시 이더넷 미디어와 연결하기 위한 것으로 이더넷 카드라고 부르기도 합니다. 실제로 LAN카드는 이더넷 카드만 있는 것이 아니라 Token ring 카드와 같은 것도 있지만 이더넷이 워낙 광범위하게 사용되다 보니 LAN 카드 하면 이더넷 카드라는 발상이 생겨난 것입니다.
그럼 CSMA/CD나 10Base-T는 대체 무슨 말일까요?
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IEEE 802.3 표준
IEEE 802.3에서는 세가지 미디어 표준을 제시합니다.
- 10Base-2
- 10Base-5
- 10Base-T
위에서 10은 10Mbps의 속도라는 의미이며, Base는 Baseband라는 뜻입니다. Baseband가 뭔지 모르시겠다고요? Baseband는 원래의 주파수 대역이란 뜻입니다. 상대되는 개념으로 Broadband라는 말이 있는데, Broadband는 한 미디어에 여러개의 신호를 보내기 위해 원래의 주파스 대역을 높게 변조시킨 것을 말합니다. 바꾸어 말하면 Baseband는 한 미디어에 하나의 신호가 대역폭을 다 사용한다는 뜻이 됩니다. 끝으로 2나 5 같은 숫자는 전송거리를 말합니다. 2는 200미터(실제로는 185미터입니다.), 5는 500미터입니다. 10Base-2와 10Base-5는 동축케이블을 사용하며, 연결 포트는 TV에 안테나 꼽는 포트와 비슷하게 생겼습니다. 몇년전 10Base LAN 카드를 사용하던 때만 해도 RJ-45(랜선 꼽는 네모난 포트입니다.) 옆에 이 동축케이블 포트가 같이 나왔습니다만 요즘은 아예 사라져 버렸더군요. T는 twisted pair의 약자로 일반적으로 사용하는 랜선을 생각하시면 됩니다. 이외에도 F(광케이블), TX, FX등이 있지만 다음에 기회가 되면 설명드리겠습니다.
CSMA/CD
1984년 IEEE에 의해 개발된 프로토콜입니다. 허브등에서 이더넷으로 통신할 때는 항상 신호간에 충돌(collision)의 위험이 있기 때문에 대안적으로 나온 전송 프로토콜입니다. 이더넷에 접속된 모든 장비들은 신호를 보내기에 앞서 회선이 사용중인지를 감시하고 있다가, 아무도 사용을 안한다고 판단할 때 전송을 시작합니다. 만약 두 스테이션이 동시에 전송을 해서 충돌이 발생하며, 일정시간동안 기다렸다가 다시 전송을 시작합니다. 이때 충돌이 발생한 두 스테이션의 대기 시간이 같다면 다시 충돌이 발생하기 때문에, Back off 알고리듬을 이용하여 재전송 간격을 조정합니다. 쉽게 말해 이더넷에 연결된 장비들은 눈치보기 식으로 전송을 하는 것이죠.
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이더넷과 관련하여 802.3 이외에도 802.3u(패스트이더넷), 802.3z(기가비트이더넷)가 있습니다. 이더넷에 관해 자세히 알고 싶으신 분은 다음 웹사이트를 참조하십시오.
http://www.ethermanage.com/ethernet/ethernet.html |
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6. Physical layer의 기능
물리계층은 미디어 타입, 커넥터 타입 등을 정의합니다. 미디어란 위에서 보셨듯 전송 매체인 케이블 등을 말하며, 커넥터란 이 케이블 끝에 연결하여 장비에 연결하기 위한 것을 말합니다. 커넥터로는 RJ-45, EIA/TIA-232 등이 있습니다. 그럼 물리계층의 장비인 허브(Hub)에 관해 공부하겠습니다. 허브란 물리계층의 장비답게 어떠한 주소나 알고리듬도 없이 단순히 신호만 증폭해줍니다. 허브는 미디어를 공유하기 위한 장비로 여러개의 포트를 가지고 있습니다. 아래 그림은 Cisco HP 10BaseT Hub란 제품입니다. 스위치랑 비슷하게 생겼죠? 겉은 그래도 스위치랑 비교하면 바보같은 놈입니다.
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| 허브는 어떤 포트로부터 전송된 신호를 증폭하여 모든 포트로 보냅니다. 그래서 Repeator라고도 하는데, 신호를 신호 이상으로 받아들일 수 없기 때문에 모든 포트에 대해 충돌이 발생할 수 있습니다. 따라서 허브의 모든 포트는 같은 브로드캐스트 도메인이고 같은 콜리전(충돌) 도메인에 속합니다. 또 처음 듣는 용어들이 나왔으니 설명을 안할 수 없군요. |
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Cast
네트워크에서는 몇가지 cast들을 사용합니다. cast는 '던지다'라는 의미인데, 네트워크 상의 트래픽을 어떤 방식으로 던지는가 하는데서 세가지로 분류됩니다.
- Unicast : 한 방향으로만 던지는 것입니다. 목적지를 정확하게 알아야 이런 방법이 가능합니다.
- Broadcast : 사방팔방 다 던지는 것입니다. 목적지를 모를때 사용합니다. 허브나 스위치는 신호나 프레임이 들어오면 이 방법을 사용하여 전송합니다.
- Multicast : 특정한 방향을 선택하여 여러개를 던지는 것입니다. 유니캐스트와 브로드캐스트 중간적인 성격을 가지고 있습니다. 멀티캐스팅을 하기 위해선 D 클래스의 IP 주소(곧 배웁니다.)를 사용하여 멀티캐스트 그룹을 지정해야 합니다.
Broadcast Domain/Collision Domain
우선 도메인란 어떤 집합들을 의미합니다.
- Broadcast domain : 한 장비가 브로드캐스팅을 할때 영향을 받는 집합을 말합니다. cast를 설명하면서, 허브나 스위치는 브로드캐스팅을 한다고 했고, 따라서 허브나 스위치의 모든 포트는 같은 브로드캐스트 도메인입니다.
- Collision domain : 충돌이 발생할 수 있는 범위의 집합을 말합니다. 허브는 모든 포트가 회선을 공유하는 방식으로 대역폭 역시 공유하기 때문에 CSMA/CD, 즉 눈치보기 식으로 신호를 전송하기 때문에 항상 충돌위험에 노출되어 있습니다. 따라서 허브의 모든 포트는 같은 콜리전 도메인에 포함됩니다. 그러나 스위치의 경우는 포트별로 각각의 대역폭을 가지고 있기 때문에 각 포트에 연결된 장비들은 각자의 대역폭을 마음대로 사용하며, 다른 포트와의 충돌의 위험이 전혀 없습니다. 따라서 스위치의 모든 포트는 각각의 콜리전 도메인을 가지고 있습니다. 다시말해 스위치는 포트의 숫자만큼의 콜리전 도메인을 갖습니다.
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그럼 다시 허브로 돌아와서, 위에서 보았듯이 허브는 몇가지 특징이 있습니다.
- 디지털 신호를 증폭시킨다.
- 모든 포트는 대역폭을 공유한다.
- 하나의 콜리전 도메인을 갖는다.
- 하나의 브로드캐스트 도메인을 갖는다.
그림과 같이 나가는 길은 하나인데 연결된 길이 많으면 많을 수록 충돌의 위험도 높아집니다. 그런 이유로 허브는 사용할 수 있는 포트가 제한됩니다. 제가 아는 바로는 24개 포트 이상되는 제품은 없는 걸로 알고 있습니다.
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| 아! 오늘 데이타링크 레이어까지 할라고 했는데, 또 못했군요. 계획보다 자꾸 진도가 늦어지는거 같습니다. 그래도 이것 저것 자꾸 설명하려다보니 어쩔 수 없네요. 좀 천천히 가더라도 가능한 자세히 집고 넘어가려 합니다. 진도가 너무 느리다고 구박하지 말아주세요. 그럼 오늘도 행복하시고 모든 분께 항상 감사합니다. |
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Netguide CCNA 교육담당 배남이
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