[Network]Ethernet

Ethernet(IEEE 802.3)

이더넷은 현재 전 세계에서 가장 많이 사용되는 네트워크 구조(Architecture)이다. 

Xerox가 1970년대 초기 Ethernet Ⅰ 를 구현했고, 1980년에 Digital Equipement와 Intel이

Xerox에 가담해서 합잡회사인 DIX를 만들고, 이후 1984년에 Ethernet Ⅰ을 업그레이드 한 

Ethernet Ⅱ 를 개발한다. 뒤 이어 IEEE가 이더넷 표준을 정의하기 위한 연구그룹 802를 만들어서

IEEE 802.2 프로젝트를 표준화 하여 발표 했다고 한다. 

 

이더넷은 MAC주소를 이용해 상호간에 데이터를 주고 받을 수 있도록 만들어졌다.

전송 매체로는 UTP(Unshielded Twisted Pair), STP(Shielded Twisted Pair), Hub, L2 Switch 등이 존재한다.

 

 

● CSMA/CD(Carrier Sence Multiple Access / Collision Detection)

직역하면 "반송파 감지 다중 접속 및 충돌탐지"이며,

이더넷은 네트워크 초기에 데이터를 전달하기 위해서 허브(Hub)에 노드들을 물려놓고

이들 간의 통신에 CSMA/CD 기술을 사용했다고 한다. 이 기법은 전형적인 이더넷에는 모든 노드들이

물리적 매체에 직접 부착되어 있으므로 다중접근(Multiple Access)을 가능하게 한 기법이다.

 

예시로 어느 한 노드가 다른 노드에게 데이터를 보낼 때 다른 노드들도 그 데이터를 볼 수 있다는 것과

어느 한 순간에는 한 노드만 데이터를 전송할 수 있기 때문에 다른 노드들과 경쟁해야 하는 것이다.

이를 경쟁기반(Contend Based) 상황이라고 한다.

 

이런 상황에서 충돌없이 통신을 하기 위해서 반송파를 감지하는 기법을 사용하며,

간단한 예시로 송신자 A가 수신자 C에게 데이터를 송신하려고 할 때, 수신자 C는 이미 B라는 송신자와

통신 중임을 감지하고 송신을 중단하고 재밍 신호(Jamming Signal)를 보내고 난 뒤, 일정 시간동안 재전송을 대기한다. 

 

이 재밍 신호는 네트워크에 소속되어 있는 모든 노드들에게 전달되어 불필요한 전송을 차단하는 역할을 한다.

 

 

● 충돌 영역(Collision Domain) / 동보 허용 영역(Broadcast Domain)

위의 설명처럼 충돌의 영향을 받는 네트워크를 '충돌 영역' 이라고 하는데,

허브(Hub)장비로 연결된 네트워크에서는 노드 간의 충돌을 피할 수 없지만,스위치(Switch)장비는

각 포트별로 충돌 영역을 갖기 때문에 CSMA/CD 적용없이B와 C사이의 통신이 진행중이여도, 송신자 A는 데이터를 전송할 수 있게된다.

 

동보 허용 영역은 어느 한 노드가 송신한 Broadcast Frame이 수신되는 영역을 의미하며,

영역 내의 단말끼리는 직접 통신이 가능하다.

** 이 영역은 라우터(Router)를 기준으로 나뉘어진다.

 

(좌)Hub 장비를 이용한 네트워크 / (우)Switch 장비를 이용한 네트워크

** 원형 선이 Collision Domain을 의미하고, 사각형 선이 Broadcast Domain을 의미한다.