[컴퓨터망]-Ethernet

 

이더넷은 wired LAN 기술이다.

간단하고, 가격이 싸다.

하나의 칩에서 multiple speed가 가능하다.

 

 

Ehternet frame structure

• data : IP datagram이 캡슐화해서 들어간다.
• preamamble : 이더넷 상에서 데이터를 전송하는데 데이터의 시작 부분을 탐지.
  7byte의 일정한 패턴을 집어 넣는다,  이게 preamble이라고 판단되면 정보를 읽기 시작한다.
  동기화 목적으로 사용
• address : 6byte , MAC address를 넣는다. dest, source
• type : 상위 계층 프로토콜에 대한 indicate를 넣는다.
• CRC : error recovery 하는 목적으로 붙인다.

 

Ethernet은 unreliable 하고, connectionless 하다.

 

unreliable

ACK나 NAK를 보내지 않는다. (다른 계층에서 처리)

connectionless

handshaking이 없다.(송신 수신 사이)

 

이더넷 맥 프로토콜은 이진 백오프를 가지고 CSMA/CD를 사용한다.

 

 

Ethernet switch

스위치는 link-layer의 device이다.

이더넷 프레임들을 store 했다가 forward 한다. 

(라우터와 비슷하지만, 라우터는 3 계층이고, 여기는 2 계층이오)

switch는 MAC 주소만 보고 어디로 갈지 forward 하는 것이다.

들어오는 Mac address를 검사해서 선택적으로 forward 한다.

outgoing link 중에 하나 또는 그 이상으로 포워딩을 선택적으로 하고, CSMA/CD를 통해 access 한다.

 

이더넷 스위치는 투명한 역할이다 : 호스트가 중간에 스위치가 있는 것을 알지 못한다.

plug - and -play : 들어가면 자체 학습을 한다. 스스로 학습해서 frame이 들어오면 어디로 갈지 스스로 정해서 돌아가게 된다.

-> 별도로 네트워크 관리자가 작업해주지 않아도 된다.

 

 

 

그림을 보면 6개의 host가 하나의 스위치를 사용하고 있다.

siwtch는 버퍼패킷을 가지고 있다.

충돌하지 않고 보내면서 받는 full duplex 기능도 있다.

 

A->A' , B->B'이 동시에 수행된다면 충돌 나지 않게 buffer에 넣었다가 보낸다. (store-forward)

1->4, 2->5, 3->6 같이 경로를 결정하는 것은 switch table을 이용해서 알 수 있다.

switch는 누가 데이터를 보내면 위치를 알 수 있다. 만약 도착지를 봤는데 switch table에 없다면 
broadcast를 통해 알아내고, table을 만든다.

 

A->A'와 B->B'는 동시에 일어날 수 있지만 A->A' , B->A'는 이뤄질 수 없다.

 

 

self-learning

switch는 호스트가 어디 있는지 학습한다. A->A' A가 1번 인터페이스에 있다는 것을 table에 기록한다.

 

 

동작과정

1. 들어온 link, sending host의 MAC 주소를 기록한다.
2. MAC destination address를 가지고 스위치 테이블을 index 한다.
3. 만약에 있으면 frame이 destination으로 갔는지 체크하고, 문제 있으면 드롭 없으면 forwarding,
   flood(센더를 제외한 모든 인터페이스로 정보를 뿌림)

 

Switch vs Router

 

스위치와 라우터는 둘 다 store and forward 하는 같은 기능을 한다.

• 라우터는 3 계층에서 IP주소를 보고, 스위치는 2 계층에서 MAC 주소를 보는 차이점.

둘 다 포워딩 테이블을 가지고 있다.

• 라우터는 라우터 알고리즘을 이용한 포워딩 테이블을 만듦.
• 스위치는 자체 학습, flooding, mac address를 통해서 포워딩 테이블을 만듦.

 

VRAN(Virtual LANs)

Cs user가 EE office로 갔는데, 자기는 여전히 CS에 있고 싶다고 한다.

이런 경우에 virtual 하게 local area network를 분리해서 구성할 수 있는데. 그것이 VLAN이다.

 

 

Port-based VLANS

port 넘버를 가지고 VLAN을 구분해서 운영할 수 있다.

VLAN 사이의 포워딩은 라우터를 통해서 가야 한다.

각 포트는 특정 VLAN에 속할 수 있다. 이를 통해  특정 포트에서 전송되는 프레임은 해당 VLAN에 속한 다른 포트로만 전달되고,
다른 VALN에 속한 포트로는 전달되지 않는다.

포트기반 VLAN은 스위치의 포트구성을 통해 VLAN 멤버십을 관리하므로 구성이 비교적 간단하고 사용하기 쉽다.

그리고 VLAN은 다른 VLAN 간에 오가는 frame을 carry 하기 위한 trunk port가 있다.

 

VLAN frame format