참고
NIC 계층
NOTE
NIC 계층은 물리적으로 직접 연결된 네트워크 기기 간에 데이터의 전송을 제어하는 역할을 한다!
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랜카드(NIC), 스위치, 무선 AP등이 대표적
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이러한 하드웨어를 랜 케이블 같은 전송 매체로 연결하여 유선/무선 LAN과 같은 물리 네트워크를 만든다!
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모든 프로토콜을 지원하지만 이더넷(IEEE 802.3~), 무선 LAN(IEEE 802.11~) 프로토콜이 표준이다
핵심 하드웨어 - 랜카드(NIC)
NOTE
네트워크에 연결하는 컴퓨터에는 반드시 하나 이상의 랜카드가 있어야 한다!
랜카드 없으면 네트워크 성립이 안된다
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컴퓨터에 랜카드가 장착되어야 하는이유
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랜 케이블을 연결할 수 있는 랜포트가 생긴다. 이로인해 장비를 연결하는 유선 네트워크를 만들 수 있다.
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컴퓨터에 무선 랜카드가 장착되어야 무선랜 인터페이스가 생기고, 무선랜 인터페이스와 무선 AP가 연결되어 무선 네트워크를 만들 수 있다.
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컴퓨터와 전송 매체를 연결하는 장치로 컴퓨터 - 네트워크 사이에서 인터페이스 역할을 하며 프로토콜 처리를 담당하는 핵심적인 하드웨어다!
랜카드와 장치 드라이버
NOTE
컴퓨터 운영체제(OS)에 랜카드(NIC)를 작동시키기 위한 장치 드라이버가 설치되어야 컴퓨터가 랜카드를 제어하고 프로토콜을 처리해서 NIC계층의 역할을 구현할 수 있다!
운영체제에 있는 장치 드라이버가 랜카드를 사용해서 NIC계층을 수행하도록함!
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컴퓨터에 랜카드를 장착한다고 저절로 동작하지는 않는다.
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물리적 장비인 하드웨어를 그 용도에 맞게 사용하기 위해선 관리하고 제어할 소프트웨어가 필요하기 때문이다
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ex) 운영체제 소프트웨어 위에 한글이나 MS 워드 같은 응용 소프트웨어가 설치된다.
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ex) 프린터와 같이 주변 기기를 연결할 때도 장치 드라이버 라는 소프트웨어 설치해야함
NIC 계층의 프레임 전송
NOTE
NIC 계층의 역할은 네트워크에 연결된 노드와 노드 간의 데이터 전송을 제어하고, 전송 도중 발생한 오류를 교정하는 일 등을 규정한다!
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데이터 전송을 제어한다
1.
데이터를 순차적으로 전송하기 위해 데이터에 번호를 부여하여 전송의 순서를 제어한다.
2.
수신지가 감당할 수 있을 정도의 전송 속도를 유지하기 위해 한 번에 전송하는 양을 조절하고, 수신 여부를 확인하는 데이터의 흐름을 제어
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NIC 계층에서는 인접한 노드 중에서 데이터 수신지를 식별하기 위해 노드마다 가지고 있는 주소를 사용한다.
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LAN 표준화 규칙인 이더넷 프로토콜, 무선 LAN 프로토콜은 노드를 식별하기 위해 MAC 주소를 사용한다.
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송신지 노드에서 여러 정보를 헤더에 추가해 프레임 데이터 단위를 전송한다.
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수신지 노드에서 프레임의 헤더를 읽고 프로토콜에 따라 데이터를 처리해서 인터넷 계층에 넘긴다.
MAC 주소와 랜카드
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각 랜카드에는 사람의 주민등록번호처럼 고유한 식별 번호가 할당된다 ⇒ MAC(Media Access Control Address) 주소
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랜카드를 제조하는 제조업체가 제조 단계에서 랜카드에 붙이는 주소는 전 세계에서 유일한 번호로 할당된다.
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MAC주소가 무조건 유일한 값은 아니다
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ex) 가상 머신의 경우 물리적인 인터페이스가 없어 소프트웨어 적으로 생성하기 때문
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랜카드 뿐만 아니라, 무선 AP, 라우터도 제조 과정에서 고유한 MAC 주소를 할당받는다.
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MAC 주소는 네트워크 인터페이스 마다 할당된 번호이기 때문에, 여러개의 네트워크 인터페이스를 가진다면 여러 MAC주소를 가질 수도 있다.
스위치
NOTE
여러 대의 컴퓨터를 연결하여 LAN이라는 소규모 네트워크를 만들때 사용한다!
스위치의 역할
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스위치는 여러 개의 랜포트를 통해 네트워크 인터페이스를 확장하지만, 서로 다른 기기가 상호작용 하도록 돕는 인터페이스가 아니다
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따라서 스위치에는 네트워크 인터페이스가 가지는 MAC 주소가 없다.
스위치는 각 컴퓨터의 MAC 주소를 테이블에 기록한다
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스위치는 자신의 포트에 연결되어 있는 컴퓨터의 MAC 주소를 학습하고 기억하는 기능이 있다.
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이 기능을 통해 스위치로 전송되는 데이터를 제어하고 전송한다.
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MAC 주소 테이블에 각 컴퓨터의 MAC 주소를 기록한다.
MAC 주소에 의한 데이터 전송과정
NOTE
이더넷 프로토콜 통신
1. NIC 계층의 프레임(이더넷)이 NIC를 통해 전기 신호로 변환
2. 스위치가 수신지 MAC주소로 전송
3. 수신지 NIC가 디지털 데이터로 변환
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만약 MAC 주소 테이블에 송신지 MAC주소가 등록되어 있지 않다면 MAC주소가 등록되지 않은 나머지 포트에 프레임이 전송된다
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이러한 전송을 플러딩이라 한다.
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스위치로부터 프레임을 받은 NIC 계층은 이더넷 헤더에서 수신지 MAC 주소를 읽고 자신의 MAC주소와 일치하는지 비교한다.
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자신에게 온게 맞다면, 이더넷 헤더를 삭제한 데이터를 상위 계층으로 넘긴다.
무선 LAN 프로토콜 통신
이더넷과 거의 동일하지만,무선 AP의 MAC주소도 추가됨!