[Network] Layer2 프로토콜과 특성

프로토콜

CSMA/CD

CSMA/CD는 Carrier Sense Multiple Access/Collision Detetion의 줄임말로, 네트워크에 케리어가 감지되지 않으면 frame을 전송하는 방식이다

CSMA/CD 요약도

1. 네트워크가 비었는 상태인지 알기 위해서 캐리어가 있는지 검사한다.

  1 - 1 *브로트캐스트를 사용하여 목적지의 mac을 감지한다. 목적지의 device는 *유니캐스트를 이용해 응답합니다.

2. 캐리어가 감지되지 않는다면 프레임을 네트워크에 보낸다.

3. 충돌이 발생하면 jam signal을 모든 호스트에게 전송하여 충돌 발생을 알리고 전송을 하던 매체는 랜덤한 시간만큼 기다린 후 재전송을 시도한다. 

  3 - 1 랜덤한 시간을 기다리는 이유: 충돌난 디바이스가 같은 시간을 기다리면 또 다시 충돌이 발생하기 때문이다. 

 

대표적인 기기

Switch

- LAN을 segmenting한다. (라우터, 스위치)

   - lan을 segment하는 이유는 traffic을 분리하여 원활한 네트워크를 구현하기 위함이다.

   - 라우터와 스위치의 차이점은 라우터는 브로트캐스트 영역을 분리함

- Mac Address table 기반으로 프레임을 포워딩한다. 

   - Agin timeout이 짧으면 flooding 문제가 발생한다.

* Agin timeout: 일정 주기마다 mac address 갱신을 위해서 보내는 패킷을 뜻함. 

 

Flooding 문제를 해결하기 위해서 VLan이 등장함

Vlan(Virtual local area network)이란 물리적 배치와 상관없이 논리적인 LAN을 구성하여 프레임을 전달한다. 아래와 같이 기본적으로 스위치에 연결된 컴퓨터는 같은 vlan을 가짐으로 통신이 가능하다.

 

토폴리지

하지만 아래와 같이 port마다 vlan 값이 다르다며 같은 네트워크에 있어도 Layer3를 통해서 통신이 가능하다. 아래의 fail이유는 layer2에서만 통신하기 때문이다.  

Swithch 인터페이스 VLAN

`

Symmetric / Asymmetric swith

스위치 포트에 대역폭을 할당하는 방법에 따라 Symmetric / Asymmetric swith가 나뉜다.

Symmetric

연결된 토폴리지에서 모든 대역폭이 동일한 경우를 말함

 

 

Asymmetric

서버의 스위치 포트에 *병목현상을 막기위해 Memory buffering을 실시하여 다수의 Client가 동시에 서버와 통신할 경우 traffic의 흐름을 원할하게 함

 

 *병목현상: 대역폭이 넓은 곳에서 좁은 곳으로 갈 때 병목현상이 발생함

 

 

*캐리어: 네트워크 상에 나타나는 신호

*브로드캐스트: 네트워크 상에 있는 모든 디바이스에게 정보를 전달합니다.

*멀티캐스트:  특정 그룹에게만 정보를 전달합니다.

*유니캐스트:  1대1로 정보를 전달합니다. 

*flooding: flooding이란 수신되는 프레임이 멀티, 브로드 캐스트 형태일 때 발생함 즉 네트워크 폭주 위험이 있다.