OSI 7 Layer - 데이터 링크 계층 1분 요약 정리

📌 데이터 링크 계층

• 네트워크 장비 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층이다.
• 랜에서 정상적으로 데이터를 주고받기 위해 필요한 계층이다.
• 일반적으로 가장 많이 사용되는 규칙이 이더넷이다.

 

이더넷(Ethernet)

• 랜에 적용되는 규칙이라고 할 수 있다.
• 허브와 같은 장비에 연결된 컴퓨터와 데이터를 주고받을 때 사용한다.
• 여러 컴퓨터가 동시에 데이터를 전송해도 충돌이 일어나지 않는 구조로 되어있다.
• 데이터가 동시에 케이블을 지나가게 된다면 충돌이 불가피하기 때문에 데이터 전송 시점을 늦추는 방식을 사용한다.
• 이더넷에서 데이터 전송 시점을 늦추는 방법을 CSMA/CD라고 한다.

 

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, 반송파 다중 접속 및 충돌 탐지)

• CS : 데이터를 보내기 전에 케이블에 신호가 흐르는 지를 확인하는 규칙이다.
• MA : 케이블이 사용중이 아니라면 데이터 전송을 허용하는 규칙이다.
• CD : 충돌이 발생 여부를 확인하는 규칙이다.
• 최근에는 효율성 문제로 거의 사용하지 않는다.

 

MAC 주소(Media Access Control Address, 물리 주소)

• 랜 카드가 제조될 때 새겨지는 번호로 물리주소라고 부르며 중복이 되지 않게 유일한 번호가 할당되어 있다.

 

프레임(Frame)

• 데이터 링크 계층에서 데이터에 이더넷 헤더와 트레일러가 추가하여 프레임을 만든다.
  • 이때 목적지 컴퓨터의 MAC 주소와 출발지 컴퓨터의 MAC 주소를 이더넷 헤더에 넣는다.
• 이를 물리 계층에서 전기 신호로 변환하여 네트워크를 통해 다른 컴퓨터로 전송한다.
• 허브는 이를 수신하여 허브에 연결된 모든 포트로 데이터를 전송하는데
• 목적지 MAC 주소와 자신의 MAC 주소가 같지 않다면 데이터를 파기한다.

 

스위치(Switch)

• 데이터 링크 계층에서 동작하며 Layer 2 스위치, 스위칭 허브라고도 불린다.
• 허브와 모양이 매우 흡사하다.
• 내부에 MAC 주소 테이블이라는 것이 있다.
• 충돌이 일어나지 않아 네트워크로 스위치를 사용하는 것이 표준이다.

 

MAC 주소 테이블

• 스위치의 포트번호와 해당 포트에 연결되어 있는 컴퓨터의 MAC 주소가 등록되는 데이터베이스이다.
• MAC 주소 학습 기능이라는 것이 있어 컴퓨터에서 데이터가 전송되면 MAC 주소 테이블을 확인하고 출발지 MAC 주소가 등록되어 있지 않다면 포트번호와 함께 MAC 주소를 등록한다.
• 그러나, 데이터 전송 시점에는 목적지 MAC 주소가 MAC 주소 테이블에 등록되어있지 않아 목적지 포트 이외에 다른 포트에 데이터가 전송되는데 이를 플러딩(flooding)이라고 한다.
• 목적지 MAC 주소가 등록되어 있다면 목적지 컴퓨터에만 데이터가 전송된다. 이처럼 MAC 주소를 기준으로 목적지를 선택하는 것을 MAC 주소 필터링이라고 한다.

 

데이터가 케이블에서 충돌하지 않는 구조

전이중 통신 방식

• 데이터의 송수신을 동시에 통신하는 방식이다.
• 컴퓨터와 컴퓨터를 크로스 케이블로 직접 연결하여 사용하는 방식을 예로 들 수 있다.
• 스위치는 충돌이 일어나지 않는 구조이기 때문에 전이중 통신 방식이다.

 

반이중 통신 방식

• 회선 하나로 송신과 수신을 번갈아가면서 통신하는 방식이다.
• 허브를 사용하여 회선 하나로 송신과 수신을 번갈아가면서 사용하는 방식을 예로 들 수 있다.

 

충돌 도메인(Collision Domain)

• 허브(반이중 통신 방식)를 사용하여 데이터 전송 시에 충돌이 일어날 수 있다.
• 충돌이 발생할 때 그 영향이 미치는 범위를 뜻한다.
• 허브는 연결된 모든 컴퓨터가 충돌 도메인이 된다.
• 스위치는 연결된 모든 컴퓨터에 영향을 미치지 않는다.
  • 따라서 최근에는 허브는 거의 사용하지 않고 스위치가 네트워크 필수 장비이다.

 

 

참고 :

모두의 네트워크 / 길벗