• 연결 장치

(1)

1

Objectives

• 유선 이더넷에 대한 이해

• 무선 LAN에 대한 이해

• 연결장치 소개

Chapter 3

기반 기술

(2)

목 차

• 유선 근거리 통신망

• 무선 LAN

• 연결 장치

(3)

3

근거리 통신망 (LAN)

3.1

(4)

3.1 근거리 통신망(LAN)

아파트, 빌딩 또는 캠퍼스와 같은 제한된 지역 의 독립적인 장치들이 서로 통신할 수 있게 하 는 데이터 통신 시스템

유선 LAN : 이더넷

 전통적인 이더넷(10Mbps)

 고속 이더넷(100Mbps)

 기가비트 이더넷(1000Mbps)

무선(Wireless) LAN : IEEE 802.11

(5)

5

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

IEEE 표준

(6)

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

 IEEE 표준 (계속)

프로젝트 802 위원회

데이터 링크층

 논리링크 제어(LLC: Logical Link Control)

 매체 접근 제어(MAC: Medium Access Control)

물리층

(7)

7

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

이더넷 프레임

(8)

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

프레임 필드

Preamble : 수신측에 프레임 도착 통지, 시스템 동기 맞춤

Start frame delimiter : 프레임 시작을 알림(동기)

Destination address : 목적지 물리 주소

Source address : 발신지 물리 주소

Length / Type : 데이터 필드 길이 / 상위 계층 프로토콜

Data : 상위 계층으로부터 받은 데이터, 46 ~ 1,500바이트

Cyclic redundancy check : 오류 검출

(9)

9

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

프레임의 최소/최대 길이

 최소값 제한: CSMA/CD의 정확한 동작을 위함

(10)

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

주소지정(Addressing)

 모든 지국은 내부에 NIC(network interface card) 장착

 6 바이트(48비트) 물리 주소 지국에 제공

 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 주소

(11)

11

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

이더넷 발전

 1976년 제록스사 Palo Alto 연구센터에서 처음 만듦

(12)

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

표준 이더넷

 제록스사가 설계한 프로토콜

 데이터 전송률: 10Mbps

 접속형태 – 버스형

 접근 방법: CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)

 IEEE 802.3 표준

(13)

13

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

접근방법 : (CSMA/CD : Carrier Sense

Multiple Access with Collision Detection)

(14)

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

최소 프레임 길이

 표준 이더넷에서 최대 전파 지연 (T_p): 25.6usec라 면,

 프레임 전송 시간 T_fr = 2 × T_p = 51.2 μs

 이는 최악의 경우, 지국은 충돌을 탐지하기 위해 51.2 μs 동안 전송해야 한다는 것을 의미

 프레임의 최소 길이는 10 Mbps × 51.2 μs = 512 bits 또는 64 bytes이다.

(15)

15

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

CDMA/CD 흐름도

(16)

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

표준 이더넷 구현

10BASE5 : thick Ethernet

10BASE2 : thin Ethernet

10BASE-T : 꼬임쌍선 Ethernet

10BASE-F : 광섬유 연결 Ethernet

(17)

17

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

표준 이더넷 구현 (계속)

(18)

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

고속 이더넷(Fast Ethernet)

데이터 전송률 : 100Mbps

표준 이더넷과 호환

같은 48비트 주소 사용

같은 프레임 형식 사용

MAC 부계층을 그대로 유지

전통적인 이더넷과의 호환성을 위해 CSMA/CD를 유지

(19)

19

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

고속 이더넷의 구현

(20)

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)

 표준 802.3z

 데이터 전송률: 1 G(1000M)bps

 표준과 고속 이더넷과 호환

MAC 부계층

 MAC 부계층을 변경없이그대로 사용

 1Gbps의 속도로 전송할 때는 가능하지 않음

매체접속

 CSMA/CD를 이용하는 반이중 양방향 : 오늘날 사용하지 않음

(21)

21

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

기가비트 이더넷의 구현

(22)

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

10기가비트 이더넷

데이터 전송률을 10Gbps까지 업그레이드

표준, 고속, 기가비트 이더넷과 호환

기존 LAN을 WLAN과 상호연결 허용

프레임 중계와 ATM 기술과 호환

(23)

23

3.2 무선 LAN

무선 LAN : IEEE 802.11

AP가 없는 BSS : 애드혹(Ad hoc) 구조

기본 서비스 집합(BSS : Basic Service Set)

 무선 지국과 AP(Access Point)로 구성

확장 서비스 집합 ESS(Extended Service Set)

 AP를 가지고 있는 두개 이상의 BSS로 구성

(24)

3.2 무선 LAN (계속)

BSS(Basic Service Set)

(25)

25

3.2 무선 LAN (계속)

ESS(Extended Service Set)

(26)

3.2 무선 LAN (계속)

물리층

IEEE 802.11 : 비트를 신호로 변환하는 규격

무선 주파수 영역 규격

(27)

27

3.2 무선 LAN (계속)

IEEE 802.11 FHSS

2.40 ~ 2.48 GHz 대역

1 ~ 2 Mbps 데이터 전송률

Frequency hopping spread spectrum

(28)

3.2 무선 LAN (계속)

IEEE 802.11 DSSS

2.40 ~ 2.48 GHz 대역

1 ~ 2 Mbps 데이터 전송률

direct sequence spread spectrum

각 비트를 chip code로 바꾸어 전송

(29)

29

3.2 무선 LAN (계속)

 IEEE 802.11a OFDM

 18Mbps 와 54Mbps 데이터 전송률

 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency-division multiplexing)

 5GHz 대역

 IEEE 802.11b HR-DSSS

 1, 2, 5.5, 11Mbps 데이터 전송률

 2.40 ~ 2.48GHz 대역

 고속(High-rate)

 IEEE 802.11g OFDM

 54Mbps 데이터 전송률

 2.40 ~ 2.48GHz 대역

(30)

3.2 무선 LAN (계속)

MAC 부계층

분산 조정 기능(DCF:distributed coordination function)

포인트 조정 기능(PCF:point coordination function)

(31)

31

3.2 무선 LAN (계속)

접속방법(Access Method)

CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

숨겨진 터미널 문제(Hidden Terminal Problem)

(32)

3.2 무선 LAN (계속)

RTS(request to send), CTS(clear to send)

이용

(33)

33

3.2 무선 LAN (계속)

MAC 계층 프레임

(34)

3.2 무선 LAN (계속)

프레임

프레임 제어(Frame Control:FC) – 프레임 종류, 제어 정보

기간(Duration:D) – 전송 기간

주소(Address) – 4 개의 6 바이트 주소

순서 제어(Sequence Control) – 순서 번호

프레임 몸체(Frame Body) – 0 ~ 2, 312 바이트 길이

(35)

35

3.2 무선 LAN (계속)

IEEE 802.11 주소

Table 3.1 Addresses in IEEE 802.11

(36)

연결 장치

3.3

(37)

37

3.3 연결 장치

LAN 또는 WAN을 연결하기 위해 연결장치 사용

연결장치는 여러 계층에서 동작

 repeaters (또는 hubs)

 bridges (또는 two-layer switches)

 routers (또는 three-layer switches).

(38)

연결장치와 OSI 모델

3.3 연결 장치 (계속)

(39)

39

리피터(Repeater)

3.3 연결 장치 (계속)

Sent

Maintained

(40)

3.3 연결 장치 (계속)

A repeater forwards every packet; it has no filtering capability.

Note:

(41)

41

3.3 연결 장치 (계속)

A bridge has a table used in filtering decisions.

Note:

(42)

3.3 연결 장치 (계속)

브리지(Bridge)

71:2B:13:45:61:41 1

4 3 71:2B:13:45:61:42 2

64:2B:13:45:61:12 64:2B:13:45:61:13

Address Port

Bridge table

(43)

43

3.3 연결 장치 (계속)

A bridge does not change the physical (MAC) addresses in a frame.

Note:

(44)

3.3 연결 장치 (계속)

학습 브리지

a. Original

Address Port

c. After D sends a frame to B 71:2B:13:45:61:41 1

4 64:2B:13:45:61:13

Address Port

d. After B sends a frame to A 71:2B:13:45:61:41 1

4 2 71:2B:13:45:61:42 64:2B:13:45:61:13

Address Port

e. After C sends a frame to D 71:2B:13:45:61:41 1

4 3 2 71:2B:13:45:61:42 64:2B:13:45:61:12 64:2B:13:45:61:13

Address Port

(45)

45

3.3 연결 장치 (계속)

A router is a three-layer (physical, data link, and network) device.

Note:

(46)

3.3 연결 장치 (계속)

A repeater or a bridge connects segments of a LAN.

A router connects independent LANs or WANs to create an internetwork (Internet).

Note:

(47)

47

3.3 연결 장치 (계속)

라우터(Router)

(48)

3.3 연결 장치 (계속)

A router changes the physical addresses in a packet.