통신 방식과 이더넷(Ethernet)

단방향 통신(Simplex)

- 데이터를 한쪽 방향으로만 전송이 가능한 방식

- 송신측과 수신측이 미리 고정되어 있음

ex) 라디오, TV

반이중 통신(Half-Duplex)

- 양방향 전송이 가능하지만 동시에 양쪽 방향에서 전송할 수 없는 방식

- 하나의 통신 채널을 이용하여 교대로 데이터 송수신

- CSMA / CD 프로토콜을 사용하여 충돌을 방지하고 충돌이 발생할 경우 재전송

ex) 무전기, 모뎀을 이용한 데이터 통신

전이중 통신(Full-Duplex)

- 두 개의 통신 채널을 이용하여 양방향으로 동시에 송수신

- 전송량이 많고 전송 매체의 용량이 클 때 사용

- 프레임을 전송하기를 기다리는 대기 시간이 없음

ex) 전화, 전용선을 이용한 통신

이더넷(Ethernet)

- 컴퓨터 네트워크 기술 중 하나로 사무실, 학교, PC방 등의 LAN(근거리 통신망) 환경에서 가장 많이 활용되는 근거리 유선 네트워크 통신망 기술

- OSI 모델의 물리 계층에서 신호와 배선, 링크 계층에서 MAC 패킷과 프로토콜의 형식을 정의

- 네트워크에 연결된 각 기기들이 48비트 길이의 고유의 MAC 주소를 가지고 이 주소를 이용해 상호간에 데이터를 주고받을 수 있도록 함.

- Ethernet이 Frame을 전송하는 방식은 전이중(full-duplex) 방식과 반이중(half-duflex) 방식으로 나뉨

- Internet은 여러 네트워크를 전세계적으로 연결한 컴퓨터 네트워크(Network of Network)이고 Ethernet은 네트워크를 구성하는 방식 중 하나

- 네트워크 방식에는 이더넷 방식 말고도 토큰링(Token-Ring), FDDI 방식 등도 존재

특징

- CSMA/CD 프로토콜을 이용하여 통신(반이중에서만)

- IEEE 802.3 규약(CSMA/CD)으로 표준화

- 전송 매체로는 BNC 케이블 또는 UTP, STP 케이블을 사용

- 기기를 상호 연결시키는 데에는 허브, 스위치, 리피터 등의 장치를 이용

장점

- 적은 용량의 데이터를 전송할 경우 성능이 우수

- 설치 비용이 저렴하고 관리가 쉬움

- 네트워크 구조가 단순

단점

- 네트워크 사용 시에 신호 때문에 충돌이 발생

- 충돌이 발생하면 네트워크에서 지연이 발생

- 시스템의 부하가 증가하면 충돌도 계속적으로 증가

이더넷 Frame 구조

Preamble(프리앰블)

- Frame 전송의 시작을 나타내는 필드

- 10101010이 반복되는 7byte 길이의 필드

- 수신 측에 Frame이 전송된다는 것을 알리고 0과 1을 제대로 구분할 수 있게 Synchronization 신호를 제공하는 역할

SFD(SOF, Start of Frame Delimeter)

- 10101011의 값을 가지며 Frame의 시작을 알리는데 사용

- 이더넷 Frame 크기를 나타낼 때 Preamble과 SOF를 합친 8byte는 제외

목적지 주소

- Destination MAC address, 수신자의 MAC 주소

출발지 주소

- Source MAC address, 출발지의 MAC 주소

타입 길이

- 상위 계층 프로토콜(IPv4, IPv6, IPX 등), 데이터 필드의 길이나 MAC 클라이언트 프로토콜의 종류를 표시

데이터

- 상위계층에서 받은 캡슐화된 데이터(packet)

FCS(Frame Check Sequence)

- 오류 검출용 필드

이더넷 표준

10Base-5

- 동축 케이블로 500m의 길이를 가지고, Thick 케이블이라고도 부르며 2.5m 간격으로 트랜시버를 연결하여 사용한다.

10Base-2

- Thin 케이블이라고도 부르며 200m의 길이를 가진다.

10Base-T

- UTP 케이블을 이용하는 것으로 현재 많이 사용 된다. (100m의 길이)

100BASE-TX

- UTP 케이블을 이용하는 것으로 100Mbps의 속도와 2쌍의 UTP 가닥을 가진다

케이블

Twisted Pair Cable(TP 케이블)

Coaxial Cable (동축 케이블, BNC 케이블)

Optical Fiber(광케이블)

토큰링(Token-Ring)

- 여러 스테이션(컴퓨터)들이 하나의 링(고리)에 이어져 형성되며, 데이터는 항상 한 방향으로만 흐름

- 보통 3바이트로 이루어진 하나의 제어토큰이 생성되어 한 방향으로 링을 순환하며 스테이션들의 네트워크 접속을 제어

- 이더넷 스위치에 밀려 사라짐

FDDI (Fiber Distributed Digital Interface)

- 토큰 패싱 방식에 광섬유를 전송매체로 사용해서 고속전송을 가능하게 하는 기술

- 모든 스테이션들이 광섬유를 사용한 듀얼 링에 연결

- 전송가능한 최대 프레임 크기는 4500byte로 1000개 정도의 스테이션이 200km 정도의 거리에서 100Mbps의 속도로 데이터전송 가능

- 과거에 주로 Backbone(기간망)으로 사용

- 데이터를 전송한 스테이션이 자신이 전송한 데이터 프레임이 돌아올 때까지 기다리지 않고 전송이 끝나자마자 프리 토큰을 링으로 내보냄으로써 토큰 패싱 링 방식 보다 채널의 사용 효율이 높음

- 스테이션의 관리가 비교적 복잡하고 광케이블과 FDDI칩을 사용하여 비용이 매우 비쌈