Chapter 13
유선 LAN : Ethernet
13장 유선 LAN : Ethernet
13.1 이더넷 프로토콜
13.2 표준 이더넷
13.3 고속 이더넷
13.4 기가비트 이더넷
13.5 10기가비트 이더넷
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13.1 이더넷 프로토콜
프로젝트 802
1985년에 IEEE 컴퓨터 분회에서 다양한 제조업자의 장치들 사이의 상호 연결이 가능하도록 하는 표준을 만들기 위해 프로젝트를 시작
주요 LAN 프로토콜의 물리계층과 데이터링크 계층의 기능을 명세화
IEEE 프로젝트 802
데이터 링크 계층
논리 연결 제어(LCC, logical link control): 흐름 제어, 오류 제어와 프 레임 생성 일부분에 대한 역할을 처리
매체 접근 제어(MAC, media access control): 각각의 LAN을 위한 특 별한 접근 방법을 정의하고 포함
LAN을 위한 IEEE 표준
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이더넷 진화
이더넷(Ethernet)
LAN은 Robert Metcalfe와 David Boggs에 의해 1970 년대에 개발
표준 이더넷(10Mbps), 고속 이더넷(100Mbps), 기가비트 이더넷(1 Gbps) 및 10 기가비트 이더넷(10 Gbps) 으로 발전
이더넷 진화 (계속)
4세대를 통한 이더넷의 발전
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13.2 표준 이더넷
표준 이더넷
10Mbps로 동작
CSMA/CD 방식으로 매체에 접속
매체는 모든 지국들 사이에서 서로 공유
MAC 부계층
1) 접속 방식의 동작을 관장
2) 상위 계층으로부터 수신한 데이터를 프레임으로 만들고 물리 계층으로 전달
접근방법 : CSMA/CD
특징
프레임
7개의 필드로 구성
확인응답을 제공하지 않으므로 신뢰성이 없음
확인 응답은 상위계층에서 구현
이더넷 프레임
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특징 (계속)
프레임 형식
1) 프리엠블(Preamble): 수신자 시스템에게 프레임이 도착하는 것과 동기화할 수 있게 만들어주는 0과 1을 반복하는 7바이트 필드
2) 시작 프레임 지시기(SFD: Start frame delimiter): 1바이트(10101011) 로 프레임의 시작을 알림
3) 목적지 주소(DA: Destination address): 목적지국이나 프레임을 수신하는 지국들의 링크 계층 주소
4) 발신지 주소(SA: Source address): 송신자의 링크 계층 주소
5) 유형(Type): 프레임 내에 캡슐화된 데이터에 대한 상위계층 프로토콜 6) 데이터(Data): 상위 계층의 프로토콜로부터 캡슐화된 데이터
7) CRC : CRC-32형태의 오류 검출 정보
특징 (계속)
프레임 길이
프레임의 최소와 최대길이가 제한
최소값 제한 : CSMA/CD의 정확한 동작을 위함
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주소지정
이더넷 네트워크에 있는 각 지국은 자신의 네트워크 인터페 이스 카드(NIC)를 가지고 있음
각 NIC는 지국 내부에 설치되어 있고 6바이트의 링크계층 주소를 지국에게 제공
이더넷 주소는 6바이트(48비트)이며, 일반적으로 각 바이
트를 콜론으로 분리한 16진법 표기법으로 쓰임
주소지정 (계속)
주소 47:20:1B:2E:08:EE는 온라인에서 어떻게 전송되는 지 보여라.
해답
주소는 왼쪽에서 오른쪽으로, 바이트 별로 전송된다.
각 바이트에서는 아래에서 보는 바와 같이 오른쪽에서 왼쪽으로, 비트 별로 전송된다.
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주소지정 (계속)
유니 캐스트, 멀티 캐스트, 브로드 캐스트
발신지 주소는 항상 유니캐스트 (unicast)
목적지 주소는 유니캐스트, 멀티캐스트(multicast), 브로드캐스트(broadcast)
첫 번째 바이트의 마지막 비트가 0이라면 유니캐스트 주소를 의미하고, 1이라면 멀티캐스트 주소
브로드캐스트 주소는 48비트 모두 1인 경우
주소지정 (계속)
유니캐스트와 멀티캐스트 주소
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주소지정 (계속)
예제 : 아래의 목적지 주소의 형태를 정의하라.
a. 4A:30:10:21:10:1A b. 47:20:1B:2E:08:EE c. FF:FF:FF:FF:FF:FF
해답
a. 값 A는 1010(짝수)이므로 유니캐스트이다.
b. 값 7을 0111(홀수)이므로 멀티캐스트이다.
c. 모든 자릿수가 F이므로 브로드캐스트이다.
표준 이더넷의 구현
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구현
표준 이더넷 구현의 요약
구현 (계속)
표준 이더넷 구현상의 부호화
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구현 (계속)
10Base5 구현
구현 (계속)
10Base2 구현
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구현 (계속)
10Base-T의 구현
구현 (계속)
10Base-F의 구현
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표준 변경
브리지가 있는 네트워크와 브리지가 없는 네트워크
표준 변경 (계속)
브리지형 네트워크와 브리지형이 아닌 네트워크의 충돌영역
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표준 변경 (계속)
교환형 이더넷
13.3 고속 이더넷
고속 이더넷(Fast Ethernet)
전송률 100 Mbps
표준 이더넷과 호환 : MAC 부계층, 프레임 형식 및 길이가 변하지 않음
CSMA/CD의 정상적인 동작을 위하여
버스형 토폴로지를 배제하고 허브와 성형 토폴로지 사용 - 표준 이더넷과의 호환성 고려
- 케이블의 최장 길이를 10배 단축
전이중 연결이 존재하는 링크계층 교환기 사용 - 충돌의 여지가 없음(CSMA 불필요)
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물리계층
고속 이더넷 구현을 위한 부호화
물리계층 (계속)
고속 이더넷 구현 요약
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13.4 기가비트 이더넷
기가비트 이더넷
802.3z
데이터 전송율을 1Gbps 상향
주소길이와 프레임 형식, 최소/최대 프레임 길이를 유지
거의 모든 구현은 전이중 양방향 방법을 사용
기가비트 이더넷 형식의 요약
물리계층
기가비트 이더넷의 부호화
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10-기가비트 이더넷
10-기가비트 이더넷
802.3ae
이더넷을 LAN이나 MAN(도시 통신망)에서 사용
경쟁이 필요 없는 전이중모드(CSMA/CD 필요 없다)
10GBase-SR, 10GBase-LR, 10GBase-EW, 10GBase-X4
