2계층 - Data Link Layer

Data Link Layer

: 하드웨어, 소프트웨어 속성 전부 가지고 있는, 하드웨어와 소프트웨어의 매개 계층.
: 데이터를 전달(네트워크 통신)하기 위해 직접 연결된 바로 옆 노드인 네트워크 장치 간의 데이터 전송을 담당함
 (*데이터 단위 : 프레임)

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◎ MAC어드레스 (= 하드웨어 주소, 물리적 주소, 이더넷 주소, BIA)
      : 컴퓨터간 데이터를 전송하기 위해 있는 컴퓨터의 물리적 주소이자 이더넷의 물리적인 주소
      : 랜카드 내의 rom에 mac address가 정해져서 기재돼기 때문에 하드웨어 주소라고 함
      : 48비트의 길이를 가짐 

◎ 이더넷 : 랜에서 적용되는 네트워크 기술. 허브와 같은 장비에 연결된 컴퓨터와 데이터를 주고받을 때 사용.

                : 여러 컴퓨터가 동시에 데이터를 전송해도 충돌이 일어나지 않는 구조로 되어있다(CSMA/CD)

 

>> 이더넷은 네트워크에 연결된 각 기기들의 48비트의 고유 MAC주소로 상호간의 데이터를 주고 받을 수 있게 한다.

 

◎ 스위치(Switch)

:  Local Lan에서 대역폭을 위해서 사용하는 장비. 

: 비효율적인 이더넷의 CSMA/CD 대신 스위치를 이용하여 데이터 충돌을 막는다. 

: MAC 주소들의 DB테이블(스위치 포트 번호 + 해당 포트에 연결 되어 있는 컴퓨터의 MAC 주소 DB)이 내장되어 있다. 

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스위치 동작원리

 

:  기기가 스위치에 연결되면 스위치는 해당 이더넷 케이블에 연결된 기기의 MAC 주소를 확인한다.

스위치는 이 MAC 주소를 사용해 패킷이 발송된 기기와 수신된 패킷을 전달할 위치를 식별한다.

한 기기가 다른 기기로 패킷을 보내면 패킷이 스위치로 들어오고 스위치는 패킷의 헤더를 읽어 어떻게 처리할지 결정한다. 목적지 주소와 대조해 목적지 기기로 이어지는 적절한 포트를 통해 패킷을 내보낸다.

 

 내가 MAC주소로 전달하지 않아도, 네트워크계층(3layer)에서 IP주소로 MAC주소를 알아오는 ARP프로토콜로 
 ip주소를 MAC으로 바꿔 전달(ip통신 내부에 맥 주소 통신이 포함)

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출처 : https://www.koreascience.or.kr/article/JAKO201521059282492.pdf

스위치 vs. 라우터 기기는 스위치를 통해 로컬로 연결되고 네트워크는 라우터를 통해 다른 네트워크에 연결된다. 패킷이 인터넷에 이르기까지 일반적으로 거치는 경로는 기기 > 허브 > 스위치 > 라우터 > 인터넷 이다. 스위칭 기능이 라우터 하드웨어에 내장돼 라우터가 스위치 역할까지 하는 경우도 있다. 대표적인 것이 가정용 무선 라우터다. WAN 포트를 통해 광대역 연결을 라우팅하지만 보통 컴퓨터와 텔레비전, 프린터 또는 게임 콘솔을 위한 이더넷 케이블을 연결하는 데 사용되는 부가적인 이더넷 포트도 제공한다. 다른 노트북이나 스마트폰과 같은 네트워크의 다른 기기는 와이파이 라우터를 통해 연결되지만 여전히 LAN을 통해 스위칭 기능을 제공한다. 따라서 라우터는 사실상 스위치이기도 하다. 또한 라우터에 별도의 스위치를 연결해 부가적인 기기에 인터넷과 LAN 액세스를 동시에 제공할 수도 있다. 출처 : https://www.itworld.co.kr/news/167585#csidx9c8c464009e09fbaafc141dd919fcab

 

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데이터 링크 계층 주요 역할

   1) 프레이밍 : 물리 계층을 통해 수신한 신호를 조합하여 프레임단위의 정해진 크기의 데이터 유닛으로 만들어 처리
                     
   2) 흐름제어 : 송신측과 수신측 간의 데이터를 주고 받을때, 너무 많거나 너무 적게 데이터를 송수신하지 않도록 
                     데이터 흐름을 적절히 제어.

   3) 오류제어 : 프레임 전송 시에 발생한 오류를 복원하거나 재전송.

   4) 접근제어 : 매체 상에 통신 주체(장치)가 여럿 존재할 때, 데이터 전송 여부를 결정

   5) 동기화 : 프레임 구분자(특별한 비트패턴)