Network Topology/Ethernet(CSMA/CD)

버스형(bus)

 - 가장 대표적인 패킷망 네트워크이다. (패킷망: 경로와 대역폭 예약 X)

 - 현대에 가장 많이 사용되며 LAN망의 99% 이상이다.
 - 복잡한 장비 없이도 구성됨으로 가성비가 매우 우수하다.
 - Ethernet

 

 

스타형

 - 각 node에서 다른 node로 전달되는 경로가 단일 경로인 네트워크 구조이다.(다른 노드에 영향을     주지 않는다.)

 - 대표적인 구조로 ATM이 있다.

 - 90년대 까지 하위 단위 LAN에서 많이 사용되었으나 현재는 거의 사용되지 않는다.

 - 25M, 155M, 2.1G ATM등의 다양한 규격이 제공된다.

 - 패킷 충돌이 없다.

 

 

링형

 - 특정 경로를 따라 데이터가 순회하며 흘러가는 방식

 - 패킷 충돌이 없다.

 

 

 

 

 

패킷의 종류

Unicast (유니캐스트)

- 1:1 통신 패킷

- 목적지 주소가 1개로 지정

 

Broadcast (멀티캐스트)

- 1:N 통신 패킷

- 목적지 주소가 불특정 다수 (목적지 주소가 모두)

- 수신할 때 패킷을 받아 수신할지 말지 결정

 

Multicast (브로드캐스트)

- 1:N 통신 패킷

- 목적지 주소를 정해놓고 패킷 전송 (목적지 주소 명확)

 

Ethernet

 - 로버트 밥 매트칼프(Robert Bob Metcalfe)에 의해서 최초 설계되었다.(10Base5, 10Base2)
 - CSMA/CD
 - Ethernet는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)의 공식 용어가 아니다.
 - Bus형의 대표적인 형식이다.
 - Link layer 에 해당한다.(Physcial Layer를 포함한다.)

 

 

CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect)

- Carrier Sense

 - Multiple Access
 - Collision Detect 

 

Carrier Sense

 - 네트워크에 흘러가는 데이터가 있는지 확인합니다.

 - 네트워크에 흘러가는 데이터가 없을때 통신하기위해, 1라인에 1개밖에 통신이 안되기 때문에 Carrier Sense를 사용합니다.(일차선 도로)

Multiple Access 

 - 물리적으로 데이터를 보내는 방식입니다. (통제를 하지 않는다)

 - 많은 양의 데이터가 흘러가기 때문에 특정하기위해 Encapsulation을 사용하여 확인합니다.

Collision Detect

 - 잡음(데이터가 충돌하면서 깨져서 생기며 컴퓨터가 많아지면 많아질수록 심해집니다.

 - 잡음이 심할때는 통신을 잠시 쉬고 다시 통신해야 합니다.

 - 컴퓨터가 늘어나면 늘어날수록 네트워크 대역폭이 점점 줄어듭니다

 - 세그먼트를 어떻게 연결하느냐에 따라 Collision Detect이 완화 될수 있습니다.

 

CSMA/CD 동작 과정

1. 네트워크상에 통신이 일어나고 있으면 (캐리어 감지) 데이터를 보내지 않고 기다린다.

2. 네트워크상에 통신이 일어나고 있지 않으면 데이터를 보낸다.

   - Frame을 모든 컴퓨터에 전송한다.

   - 수신 컴퓨터에서 Frame를 확인한다.

   - 목적지 MAC address와 자신의 MAC address가 일치하는 경우 수신하고 아닌 경우에는 패킷을 버린다.

3. 캐리어가 감지되지 않을 때 두대 이상의 컴퓨터가 데이터를 동시에 보내는 경우가 Multiple Access이다.

4. 다중 접근(Multiple Access)일 때 부딪혀 충돌(collision)이 발생한다.

5. 네트워크상에 충돌이 있으면 컴퓨터들은 잠시 대기한다.

6. 네트워크상에 캐리어가 감지되지 않으면 다시 데이터를 보낸다.

 

** 캐리어: 네트워크상에 나타나는 신호, Ethernet에서 흘러가는 패킷이라고 생각하면 됨 

** collision은 Ethernet 환경에서만 발생

** collision domain: collision 발생 환경

** Z loss: [실제 네트워크 전체 패킷 - collision], collision으로 인한 손실이 없는 네트워크상 패킷들

** MAC address: node를 구분하는 고유 주소, 물리적 주소