Date Link층과 Network층

● 데이터링크 층

 

 데이터 링크층의 프로토콜에는 이터넷, 토큰링, PPP등이 있다. 이 프로토콜들은 같은 데이터링크내에서의 로컬규칙을 처리한다.

가장 많이 쓰는 이더넷에 대해서 알아보자

 

이더넷은 CSMA/CD라는 프로토콜을 이용한다. CSMA/CD라는 프로토콜은 쉽게 설명하면 통신을 하기전에 네트워크 상에서 통신이 일어나고 있는지 먼저 확인 한 후에 통신을 하고 있지 않거나 통신이 끝나면 그 때 통신을 시작하는 방식을 말한다. 만약 두 개의 PC가 서로 동시에 통신을 시작하면 collision이 발생하는데 collision이 발생하면 랜덤한 시간 후에 다시 동신을 시작한다.

 

참고) 데이터 링크층에서는 데이터의 단위를 프레임(Frame)이라고 한다.

 ( cf. 네트워크층 - 데이터그램, 트랜스포트층 - 세그먼트 ) 

 

이더넷 2의 프레임 구조를 보면 아래와 같이 구성되어있다.

 

Preamble  // Destination MAC  // Source MAC  //  Type   //  DATA  //  FCS
8byte                    6byte                    6byte           2byte    46~1500byte  4byte

- Preamble : 프레임의 시작을 나타내는 필드
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 -> 준비
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101011 -> 시작

- Destination MAC : 수신지 MAC Address

- Source MAC : 송신지 MAC Address

- Type : 상위계층 프로토콜(Network Layer: IPv4, IPv6, IPX, Appletalk)

- DATA : 상위계층에서 받은 캡슐화된 데이터(Network PDU : Packet)

- FCS : 오류검출용 필드(CRC-32)

데이터 링크를 구성하는 요소에는 노드(PC, 통신관리기기), 통신매체(케이블), 노드와 통신매체를 연결하는 기기(NIC) 으로 이루어져 있는데,

 컴퓨터 랜카드(대게 NIC)를 살 때 데이터링크에서 어떤 프로토콜을 사용하느냐에 따라 이더넷용을 사던가 토큰링용을 사던가 해야한다. 우리 주변에는 거의다 이더넷용을 사용한다.

 

 

● 네트워크층

 

 네트워크층은 여러개의 네트워크를 거쳐 데이터를 목적지까지 전송하는 역할을 한다. 경로를 정해주는 역할도 포함해서.

 

 네트워크층의 프로토콜에는 IP, IPX, Appletalk 등이 있다. 요즘은 IP를 사용한다

IP(Internet Protocol)에도 IPv4(버전4)와 IPv6(버전6) 이 있는데, 버전6은 버전4의 문제점을 보안해서 나온 것으로 현재 버전4을 사용하지만 6으로 점차 바꾸어 나가고 있다.

(버전4는 아이피 주소가 부족)

 

IP(Internet Protocol)은 네트워크 기기들을 구별하기 위해서 ip주소라는 것을 이용한다. 현재 IPv4에서는 32비트를 이용해 169.168.24.3 이런식으로 4개의 옥텟으로 구성되있다.(IPv6은 128비트)

 

 IP는 Best effort방식을 이용해 데이터를 전송한다. 즉, 노력은 하지만 결과를 보장하지 않는다는 것이다. 트랜스포트층의 UDP프로토콜의 방식과 같이 재전송을 하지 않는다. 따라서 이를 보조해주기 위해 ICMP라는 보조프로토콜을 사용한다. ICMP는 IP가 보낸 데이터의 전송상태를 알려주는 역할을 한다.

 

IP의 통신타입에는 브로드캐스트, 멀티캐스트, 유니캐스트 방식이 있다.

 

 브로드 캐스트는 1 : 다수 의 방식으로 한PC에서 통신이 가능한 영역(브로드캐스트 영역)의 모든 PC에게 데이터를 전달하는 방식이다. ARP프로토콜은 이러한 브로드캐스트 방식을 이용한다.

 

 멀티 캐스트는 같은 브로드캐스트 영역내에서 원하는 그룹한테 보내는 방식이다. 즉, 1 : 원하는그룹 의 형태로 데이터를 전송하는 방식이다.

 

 유니캐스트는 1 : 1 방식으로 원하는 PC에게만 데이터를 보내는 형식이다. 우리가 일반적으로 웹브라우저를 통해 WWW서비스를 이용할 때도 유니캐스트방식이 이용된다.

 

 ARP(Address Resolution Protocol)은 MAC주소를 알기 위해서 사용하는 프로토콜이다.

예를 들어 내가 나의 PC에서 다른 PC와 통신을 하고 싶다. 이 때 통신하기 위해서는 IP주소와 MAC주소가 필요하다. IP주소는 네트워크층에서, MAC주소는 데이터링크층에서 담당한다. 통신을 시작하기 위해서 먼저 상대방의 ip주소를 알아야 하고, ip주소를 알았으면 내가 통신하고 싶은 PC의 MAC주소를 브로드캐스트방식으로 알아낸다. 이 때 사용되는게 ARP이다

posted in 2009.07.12