노년코딩

물리 계층과 데이터 링크 계층의 장비에 대해 알아보자.

네트워크 장비

물리 계층의 대표 장비 : 허브.(오늘날 네트워크에서 거의 사용 X, but  통신 특성이 스위치와 대비되는 특성을 갖고 있기 때문에 알아둬야 함.)

데이터 링크의 대표 장비 : 스위치.(오늘날 주로 사용하는 네트워크 장비)

주소개념이 있다 없다로 특징이 나뉨.

** 물리 계층에는 주소 개념이 없다!

>> 단지 호스트와 통신 매체 간의 연결과 통신 매체상의 송수신이 이루어질 뿐.

>> 물리 계층 장비는 송수신되는 정보에 대한 어떠한 조작(송수신 내용 변경)이나 판단도 할 수 없음. 

** 데이터링크 계층에는 주소 개념이 있다!!

>> MAC 주소.

>> 데이터 링크 계층 이상 장비들은 송수신지 특정 할수 있음(특정 가능), 송수신 정보에 대한 조작 가능!

허브
: 물리 계층의 허브(hub)

- 여러 대의 호스트를 연결하는 장치.
- 리피터 허브(repeater hub) 혹은 이더넷 허브(Ethernet hub). 
- 포트(port) : 커넥터를 연결할 수 있는 연결 지점.

< 허브의 특징 >
1. 받은 정보는 모든 포트로 내보냄.
- 정보에 대한 어떠한 조작도 판단도 하지 않음(물리 계층 장비니까)
- 전달받은 신호를 다른 모든 포트로 그대로 다시 내보냄
  >> 데이터 링크 계층에서 패킷의 MAC주소를 확인하고 자신과 관련 없는 주소는 폐기. 
*불필요한 트래픽이 너무 많아진다는 문제점이 있음.

2. 반이중 통신을 한다. (한 번에 하나씩의 메시지만 주고받을 수 있음. 동시에 메시지 전해지면 충돌!)
- 반이중 통신(half duplex) 모드 : 마치 1차선 도로처럼 송수신을 번갈아 가면서 하는 통신 방식. (ex. 무전기)
- 전이중 통신(full duplex) 모드 : 송수신을 동시에 양방향으로 할 수 있는 통신 방식. (ex. 전화기)

참고 ) 또 다른 물리 계층 장비, 리피터(repeater)
- 허브 이외에 물리 계층의 대표적인 장비.
- 전기 신호가 감소하거나 왜곡되는 것을 방지하기 위해 전기 신호를 증폭시켜 주는 장비.
- 리피터는 물리 계층의 장비이므로 신호에 대한 어떠한 판단이나 조작을 하지 않음.
 >> 그저 신호를 증폭시키기만 함. 주소 개념 없음.
- 허브는 리피터의 기능을 포함하는 경우가 많음.

허브의 특징이 야기하는 문제, 충돌(collision)!!
- 동시에 허브에 신호를 송신하면 충돌(collision, 콜리전)이 발생.
- 허브에 호스트가 많이 연결되어 있을수록 충동 발생 가능성이 높음.

* 충돌이 발생할 수 있는 영역 : 콜리전 도메인(collision domain)
- 허브에 연결된 모든 호스트는 같은 콜리전 도메인에 속함.
- 당연히 충돌을 피해야 한다 -> 콜리전 도메인은 작아야 한다!

콜리전 도메인으로 인한 충돌의 해결 방법.

1. CSMA/CD 프로토콜 사용.  or 2. 다른 장비(스위치) 사용.

CSMA/CD
- 반이중 이더넷 네트워크에서 충돌을 방지하는 대표적인 프로토콜.
 >> (반이중) 이더넷을 대표하는 송수신 방법. 

CSMA / CD
: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

Carrier Sense
1) 캐리어 감지
- 통신 매체의 현재 사용 가능 여부 검사 : 메시지를 보내기 전 현재 전송 중인 것이 있는지를 먼저 확인. 

Multiple Access
2) 다중 접근
- 복수의 호스트가 부득이 동시에 네트워크에 접근할 때 : 충돌 발생. 

Collision Detection
3) 충돌 검출
- 전송 중단, 충돌 발생을 알리는 잼 신호(jam signal) 보냄.
- 임의의 시간 동안 기다린 뒤에 재전송하게 됨.