이더넷(Ethernet)
케이블과 같은 통신 매체를 통해 컴퓨터끼리 정보를 주고받는다. 통신 매체를 통해 정보를 송수신하는 방법이 정의된 기술이 이더넷이다.
이더넷 표준 : IEEE 802.3 - 이더넷 관련 다양한 표준들의 모음을 의미한다.
이더넷 표준에 따라 지원되는 네트워크 장비, 통신 매체의 종류와 전송 속도 등이 달라질 수 있다.
유선 LAN 환경에서 물리 계층은 이더넷 규격 케이블을 사용 , 데이터 링크 계층에서 주고받는 프레임은 이더넷 프레임 형식을 따름.
통신 매체 표기 형태 : 전송 속도BASE - 추가특성
5GBASE-T | 2.5GBASE-T | 1000BASE-SX ...
- 전송 속도 : Mbps , Gbps 속도
-BASE : BASEband 변조 타입을 의미. 변조 타입: 비트 신호로 변환된 데이터를 통신 매체로 전송하는 방법
BASE외에 BROAD , PASS 존재
-추가 특성 : 통신 매체의 특성을 명시한다. 전송 가능한 최대 거리 , 물리 계층 인코딩 방식( 데이터가 비트 신호로 변환되는 방식 ) , 레인 수 (비트 신호를 옮길 수 있는 전송로 수)
통신 매체 종류
C : 동축 케이블
T : 트위스티드 페어 케이블 (구리선)
S : 단파장 광섬유 케이블 (빛 이용)
L : 장파장 광섬유 케이블 (빛 이용)
10BASE-T 케이블 : 10Mbps 속도 지원하는 트위스티드 페어 케이블
1000BASE-SX 케이블 : 1000Mbps 속도 지원하는 단파장 광섬유 케이블
→ 통신 매체 종류, 전송 속도 짐작 가능
이더넷 프레임
유선 LAN은 이더넷 기반으로 구성되므로 호스트가 데이터 링크 계층에서 주고받는 프레임 형식도 정해져 있다.
→ 이더넷 네트워크에서 주고받는 프레임인 이더넷 프레임 형식은 정해져 있다.
이더넷 프레임은 캡슐화, 역캡슐화 과정을 통해 만들어진다.
이더넷 프레임 구성
이더넷 프레임 헤더: 프리앰블 , 수신지 MAC 주소 , 송신지 MAC 주소 , 타입/길이
페이로드 : 데이터
트레일러 : FCS
- 헤더
프리앰블 : 이더넷 프레임 시작을 알리는 정보 8byte : 10101010 값을 가진 7byte + 10101011 값을 가진 마지막 byte
프리앰블을 통해 수신지는 프레임이 오고 있음을 알 수 있다. → 송수신지 간의 동기화를 위해 사용되는 정보
MAC주소 (물리적 주소) : 네트워크 인터페이스마다 부여되는 주소로, LAN 내의 송수신지 특정할 수 있다.
같은 네트워크 내에 동일한 MAC 주소를 가진 기기들이 있으면 송수신지를 특정할 수 없으므로 MAC주소는 일반적으로 변경되지 않는 고유된 주소로써 네트워크 인터페이스마다 부여된다.
네트워크 인터페이스 : NIC ( Network Interface Controller) 장치가 담당한다. (밑에 자세한 설명)
한 컴퓨터에 NIC가 여러 개 있으면 MAC 주소도 여러 개 있을 수 있다.
MAC 주소 확인하는 법 : cmd창 열고 getmac /v 치면 물리적 주소
타입/길이 : 이 필드에 명시된 크기가 1500 이하일 경우 프레임의 길이(크기) , 1536이상일 경우 타입 을 나타낸다.
그 사이는 ? 공식적으로 어떤 역할도 하지 않으며, 실제 데이터 통신에서 사용되지 않는 예약 구간이다.
이 범위는 타입과 길이 필드를 명확히 구분하는 목적으로 정의된 것이다.
타입 : 이더넷 프레임이 어떤 정보를 캡슐화했는지나타내는 정보로 이더타입이라고도 부른다. 상위 계층에서 사용된 프로토콜의 이름이 명시된다. IPv4 프로토콜이 캡슐화된 정보를 운반한다면 0800 , ARP 프로토콜이 운반하면 0806
- 페이로드
데이터: 상위 계층으로 전달받거나/할 내용. 네트워크 계층의 데이터와 헤더를 합친 PDU가 이곳에 포함된다. 크기는 반드시 46byte 이상이어야한다. 만일 46byte 보다 작으면 ? 패딩이라는 정보가 크기를 맞추기 위해 내부에 0으로 채워진다.
- 트레일러
FCS (Frame Check Sequence) : 수신한 이더넷 프레임에 오류가 있는지 확인하는 필드로 오류 검출이 이루어진다.
순환 중복 검사(CRC) 오류 검출용 값이 들어간다.
프리앰블을 제외한 송신지 필드 값들로 CRC 값을 계산하고 FCS필드에 명시한다.
프리앰블과 FCS 필드 제외 수신지 필드 값들로 CRC 값을 계산하고 FCS필드 값과 비교한다. 일치하지 않으면 해당 프레임에 오류가 있다고 판단해 폐기한다.
NIC (Network Interface Controller)
호스트와 통신 매체를 연결하고 MAC주소가 부여되는 네트워크 장비
통신 매체에 흐르는 신호를 호스트가 이해할 수 있게 통신 매체를 통해 전달되는 신호(전기, 빛 등)와 컴퓨터가 이해할 수 있는 정보 간 변환이 이루어져야한다. 이 변환을 담당하는 네트워크 장비가 NIC 이다.
신호를 호스트가 이해하는 프레임으로 변환 / 프레임을 신호로 변환
케이블 : NIC에 연결되는 물리 계층의 유선 통신 매체