Chap 11. Local Area Network (LAN) Overview
< Local Area Networks (LAN) >
- Addressing, ARP
- Topology
- Ethernet
- Switches
- Virtual LAN (VLAN)
< 802 - LAN protocol의 suit >
> 802.1 - LAN
> 802.3 - Ethernet
> 802.11 - Wireless LAN
< IP address >
: 네트워크 내에서만 유일 - 다른 곳으로 가면 바뀐다
: 논리적 주소 - 여러 기기가 같은 주소를 가질 수 있다
: 32-bit (IPv4) → 8bit씩 4개 (0~255)
: network-layer address for interface
: used for layer 3 (network layer) forwarding
예) 128.119.40.136
< MAC (or LAN or physical or Ethernet) address >
: 기기가 가지는 고유의 주소
: 48-bit → 4bit씩 12개 (0~15)
예) 1A-2F-BB-76-09-AD
- function
: used “locally” to get frame from one interface to another physically-connected interface
(same subnet, in IP-addressing sense)
- IEEE에서 MAC address 할당
- 제조사는 고유성을 보장하기 위해 MAC adress 공간의 일부를 구입
- analogy
: MAC address - Social Security Number (주민번호)
: IP address - postal address (우편주소)
< ARP: address resolution protocol >
: IP 주소를 알 때 MAC address를 결정하는 방법
- ARP table: each IP node (host, router) on LAN has table
- IP/MAC address mappings for some LAN nodes
< IP address; MAC address; TTL>
- TTL (Time To Live)
: address mapping이 잊혀질 때까지의 시간 (보통 20 min)
< ARP protocol in action >
예) A가 B에게 datagram을 전송하고 싶은 상황
A의 ARP table에는 B의 MAC address가 없으므로, A는 ARP protocol을 사용해서 B의 MAC address를 찾는다.
 |
1. A는 B의 IP 주소가 포함된 ARP 쿼리를 모두에게 broadcast - destination MAC address = FF-FF-FF-FF-FF-FF - LAN의 모든 노드가 ARP 쿼리를 수신 |
 |
2. B는 A의 ARP response에 응답하고 B의 MAC address를 전송 |
 |
3. A는 B의 응답을 받고 B entry를 local ARP table에 업데이트 |
< Routing to another subnet: addressing >
- A에서 B로 R을 통해 datagram을 전송하는 상황 (서로 다른 local에 있는 상태)
- IP(datagram) 및 MAC 계층(frame) 수준에서 addressing에 집중
> 가정
: A는 B의 IP address를 안다.
: A는 first hop router인 R의 IP address, MAC address를 안다.
 |
- A에서 A의 IP source, B의 IP destination을 사용하여 IP datagram을 생성한다. - A는 A→B IP datagram을 포함하는 link-layer 프레임을 생성한다. - Frame destination = R의 MAC address |
 |
| - A→R로 frame 전송 - R에서 frame을 받고, datagram이 제거되고, passed up to IP |
 |
R이 outgoing interface를 정하고, A의 IP source, B의 IP destination와 함께 datagram을 link layer로 보낸다. - R이 A→B IP datagram을 포함하여 link-layer frame을 생성한다. - Frame destination = B의 MAC address - transmits link-layer frame |
 |
| - B는 frame을 받고, B의 IP datagram destination를 추출한다. - B passes datagram up protocol stack to IP |
< Topology >
: local 내에서 네트워크에 연결된 endpoints 또는 stations가 상호 연결되는 방식
*가장 많이 쓰이는 Topology: Bus Topology, Star Topology
> Bus Topology
: 하나의 큰 통로에 여러 기기가 연결
- 모든 stations는 tap을 통해 linear transmission medium 또는 bus에 직접 부착된다.
- station과 tap 사이의 Full-duplex operation을 통해 데이터를 bus에 전송하고 bus로부터 수신한다.
- 어떤 station에서나 전송되는 신호는 medium의 길이를 양방향으로 전파하고 다른 모든 stations에서 수신한다
- bus의 양쪽 끝에는 모든 신호를 흡수하여 버스로부터 제거하는 terminator가 있다.
> Star Topology
: 하나의 허브(switch)에 여러 기기가 연결
- 각각의 station이 공통의 central node에 연결
- Usually via two point-to-point links: transmission, reception
- 한사람이 전송하면 다른 사람은 받는다 → 동시에 보내면 collision
< Hubs >
- Active central element of star layout (Star topology의 중심을 담당)
- 각각의 station이 hub에 2개의 lines으로 연결
- Hub acts as a repeater
- Length of a line is limited to about 100m
- Opticalfiber may be used to about 500m (손실이 적은 광섬유)
- Physically a star, logically a bus
- 하나의 station이 전달한 정보는 다른 모든 stations에서 받을 수 있다.
- 두 개의 stations가 동시에 전송하면 collision 발생
*Shared medium bus, Shared medium hub
- 같은 라인을 공유하므로 40Mbps 불가능. 10Mbps가 최대
- 동시 사용 불가
*Layer 2 switch
- 각각이 10Mbps로 보내도 저장 후 전송 가능하므로
N*10Mbps 가능
교재는 Data and Computer Communications를 참고하였고, 자료는 이화여자대학교 이형준 교수님의 정보통신공학 강의에서 가져온 것입니다.
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