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1
Objectives
• 유선 이더넷에 대한 이해
• 무선 LAN에 대한 이해
• 연결장치 소개
Chapter 3
기반 기술
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2
목 차
• 유선 근거리 통신망
• 무선 LAN
• 연결 장치
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3
근거리 통신망 (LAN)
3.1
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4
3.1 근거리 통신망(LAN)
아파트, 빌딩 또는 캠퍼스와 같은 제한된 지역의 독립적인 장치들이 서로 통신할 수 있게 하는 데이터 통신 시스템
유선 LAN : 이더넷
전통적인 이더넷(10Mbps)
고속 이더넷(100Mbps)
기가비트 이더넷(1000Mbps)
무선(Wireless) LAN : IEEE 802.11
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5
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
IEEE 표준
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6
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
IEEE 표준 (계속)
프로젝트 802 위원회
데이터 링크층
논리링크 제어(LLC: Logical Link Control)
매체 접근 제어(MAC: Medium Access Control)
물리층
사용된 물리적 매체의 구현 방법과 형태에 의존
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7
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
이더넷 프레임
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8
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
프레임 필드
Preamble : 수신측에 프레임 도착 통지, 시스템 동기 맞춤
Start frame delimiter : 프레임 시작을 알림(동기)
Destination address : 목적지 물리 주소
Source address : 발신지 물리 주소
Length / Type : 데이터 필드 길이 / 상위 계층 프로토콜
Data : 상위 계층으로부터 받은 데이터, 46 ~ 1,500바이트
Cyclic redundancy check : 오류 검출
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9
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
프레임의 최소/최대 길이
최소값 제한: CSMA/CD의 정확한 동작을 위함
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10
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
주소지정(Addressing)
모든 지국은 내부에 NIC(network interface card) 장착
6 바이트(48비트) 물리 주소 지국에 제공
유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 주소
multicast: 1unicast: 0
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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
이더넷 발전
1976년 제록스사 Palo Alto 연구센터에서 처음 만듦
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12
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
표준 이더넷
제록스사가 설계한 프로토콜
데이터 전송률: 10Mbps
접속형태 – 버스형
접근 방법: CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)
IEEE 802.3 표준
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13
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
접근방법 : (CSMA/CD : Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
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14
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
최소 프레임 길이
표준 이더넷에서 최대 전파 지연 (Tp): 25.6usec라면,
프레임 전송 시간 Tfr = 2 × Tp = 51.2 μs
이는 최악의 경우, 지국은 충돌을 탐지하기 위해 51.2 μs 동안 전송해야 한다는 것을 의미
프레임의 최소 길이는 10 Mbps × 51.2 μs = 512 bits 또는 64 bytes이다.
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15
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
CDMA/CD 흐름도
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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
표준 이더넷 구현
10BASE5 : thick Ethernet
10BASE2 : thin Ethernet
10BASE-T : 꼬임쌍선 Ethernet
10BASE-F : 광섬유 연결 Ethernet
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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
표준 이더넷 구현 (계속)
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18
3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
고속 이더넷(Fast Ethernet)
데이터 전송률 : 100Mbps
표준 이더넷과 호환
같은 48비트 주소 사용
같은 프레임 형식 사용
MAC 부계층을 그대로 유지
전통적인 이더넷과의 호환성을 위해 CSMA/CD를 유지
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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
고속 이더넷의 구현
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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) 표준 802.3z
데이터 전송률: 1 G(1000M)bps
표준과 고속 이더넷과 호환
MAC 부계층
MAC 부계층을 변경없이그대로 사용
1Gbps의 속도로 전송할 때는 가능하지 않음
매체접속
CSMA/CD를 이용하는 반이중 양방향 : 오늘날 사용하지 않음
CSMA/CD가 불필요한 전이중 양방향
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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
기가비트 이더넷의 구현
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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)
10기가비트 이더넷
데이터 전송률을 10Gbps까지 업그레이드
표준, 고속, 기가비트 이더넷과 호환
기존 LAN을 WLAN과 상호연결 허용
프레임 중계와 ATM 기술과 호환
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23
3.2 무선 LAN
무선 LAN : IEEE 802.11
AP가 없는 BSS : 애드혹(Ad hoc) 구조
기본 서비스 집합(BSS : Basic Service Set)
무선 지국과 AP(Access Point)로 구성
확장 서비스 집합 ESS(Extended Service
Set)
AP를 가지고 있는 두개 이상의 BSS로 구성
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24
3.2 무선 LAN (계속)
BSS(Basic Service Set)
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25
3.2 무선 LAN (계속)
ESS(Extended Service Set)
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26
3.2 무선 LAN (계속)
물리층
IEEE 802.11 : 비트를 신호로 변환하는 규격
무선 주파수 영역 규격
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27
3.2 무선 LAN (계속)
IEEE 802.11 FHSS
2.40 ~ 2.48 GHz 대역
1 ~ 2 Mbps 데이터 전송률
Frequency hopping spread spectrum
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28
3.2 무선 LAN (계속)
IEEE 802.11 DSSS
2.40 ~ 2.48 GHz 대역
1 ~ 2 Mbps 데이터 전송률
direct sequence spread spectrum
각 비트를 chip code로 바꾸어 전송
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29
3.2 무선 LAN (계속)
IEEE 802.11a OFDM
18Mbps 와 54Mbps 데이터 전송률
직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency-division
multiplexing)
5GHz 대역
IEEE 802.11b HR-DSSS
1, 2, 5.5, 11Mbps 데이터 전송률
2.40 ~ 2.48GHz 대역
고속(High-rate)
IEEE 802.11g OFDM
54Mbps 데이터 전송률
2.40 ~ 2.48GHz 대역
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30
3.2 무선 LAN (계속)
MAC 부계층
분산 조정 기능(DCF:distributed coordination function)
포인트 조정 기능(PCF:point coordination function)
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31
3.2 무선 LAN (계속)
접속방법(Access Method)
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision
Avoidance)
숨겨진 터미널 문제(Hidden Terminal Problem)
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32
3.2 무선 LAN (계속)
RTS(request to send), CTS(clear to send)
이용
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33
3.2 무선 LAN (계속)
MAC 계층 프레임
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34
3.2 무선 LAN (계속)
프레임
프레임 제어(Frame Control:FC) – 프레임 종류, 제어
정보
기간(Duration:D) – 전송 기간
주소(Address) – 4 개의 6 바이트 주소
순서 제어(Sequence Control) – 순서 번호
프레임 몸체(Frame Body) – 0 ~ 2, 312 바이트 길이
FCS(Frame Check Sequence) – 오류 검출
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35
3.2 무선 LAN (계속)
IEEE 802.11 주소
Table 3.1 Addresses in IEEE 802.11
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36
연결 장치
3.3
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37
3.3 연결 장치
LAN 또는 WAN을 연결하기 위해 연결장치
사용
연결장치는 여러 계층에서 동작
repeaters (또는 hubs)
bridges (또는 two-layer switches)
routers (또는 three-layer switches).
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38
연결장치와 OSI 모델
3.3 연결 장치 (계속)
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39
리피터(Repeater)
3.3 연결 장치 (계속)
Sent
Maintained
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40
3.3 연결 장치 (계속)
A repeater forwards every packet; it has no
filtering capability.
Note:
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41
3.3 연결 장치 (계속)
A bridge has a table used in filtering
decisions.
Note:
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42
3.3 연결 장치 (계속)
브리지(Bridge)
71:2B:13:45:61:41 1
43
271:2B:13:45:61:4264:2B:13:45:61:1264:2B:13:45:61:13
Address Port
Bridge table
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43
3.3 연결 장치 (계속)
A bridge does not change the physical
(MAC) addresses in a frame.
Note:
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44
3.3 연결 장치 (계속)
학습 브리지
a. Original
Address Port
c. After D sends a frame to B
71:2B:13:45:61:41 1
464:2B:13:45:61:13
Address Port
d. After B sends a frame to A
71:2B:13:45:61:41 1
4
271:2B:13:45:61:42
64:2B:13:45:61:13
Address Port
e. After C sends a frame to D
71:2B:13:45:61:41 1
4
3
271:2B:13:45:61:42
64:2B:13:45:61:12
64:2B:13:45:61:13
Address Port
•M •M •M •M
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45
3.3 연결 장치 (계속)
A router is a three-layer (physical, data
link, and network) device.
Note:
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46
3.3 연결 장치 (계속)
A repeater or a bridge connects segments
of a LAN.
A router connects independent LANs or
WANs to create an internetwork (Internet).
Note:
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3.3 연결 장치 (계속)
라우터(Router)
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3.3 연결 장치 (계속)
A router changes the physical addresses in
a packet.
Note: