LAN 기술 및 네트워크 장비 규 격 Chapter 2: 2003. 3.
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AMAN2002를 이용한
TCP/IP 프로토콜 분석 및 네트워크 프로그래밍
Chapter 2:
LAN 기술 및 네트워크 장비 규
격
2003. 3.
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AMAN2002를 이용한 TCP/IP 프로토콜 분석 및 네트워크 프로그래밍
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LAN의 전송 매체
a) Unshielded Twisted Pair
b) Shielded Twisted Pair
c) Coaxial Cable
d) Optical Cable
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LAN의 전송 매체
트위스티드 페어(Twisted Pair, TP)
전기적인 간섭을 줄이기 위해 쌍으로 꼬아놓은 케이블
장점 : 값이 싸고 사용하기 편리, 설치 용이
UTP 케이블의 다섯 가지 구분
UTP Category
전송 속도
사용 예
Category 1
전화선 수준
전화 시스템에 사용된 기본 UTP
Category 2
4Mbps
전화선으로 사용
Category 3
10Mbps
과거 10Base-T에서 널리 사용
Category 4
16Mbps
10Base-T와 Token Ring에서 사용
Category 5
100Mbps
10Base-T, 100Base-T와 그 외 고속 네
트워크에 사용
제2장 LAN 기술 및 네트워크 장비 규격
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동축 케이블과 광케이블
동축 케이블(Coaxial cable)
트위스티드 케이블보다 더 높은 주파수 영역의 신호 운반
외부를 금속의 외피로 덮음 잡음 차폐 효과
RG(Radio-Government) 등급에 따른 분류
RG-8, RG-9, RG-11, RG-58, RG75
광케이블(Optical cable)
광섬유의 한쪽 끝은 LED같은 광원이 위치, 반대편은 광 탐지
기 위치
빛을 이용한 데이터 전달
장점 : 넓은 대역폭, 전송 속도가 높고 오류가 적음
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LAN 장비
네트워크 인터페이스 카드(NIC)
PC를 LAN에 연결시키는 장비
OSI 2계층 담당 (MAC 주소 할당되어 있음)
리피터(Repeater)
OSI 1계층 기능을 수행
물리적 저항과 임피던스로 신호의 감쇠가 발생할 경우
신호를 재생하고 신호의 타이밍 재조정
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허브(Hub)
OSI 1계층 기능 수행
기능면에선 리피터와 유사
여러 포트를 가지는 것이 리피터와 다름
신호 재생 및 신호의 타이밍 재조정
허브를 Multi-port repeater라고도 함.
Active Hub vs. Passive Hub
Intelligent Hub vs. Dummy Hub
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브리지(Bridge)
두개의 LAN 세그먼트 연결 : 트래픽을 필터링하여 해당 LAN 세
그먼트에 있어야 할지, 다른 LAN 세그먼트로 전달할지 결정
2계층 기능 수행: MAC 주소로 트래픽 전달 여부를 판단
장점 : 네트워크 효율 증가
단점 : 브로드캐스트 신호에 대해서는 차단하지 못함
포트번호
포트에 연결된
MAC 주소
세그먼트 1
A
B
1
100, 200
2
300, 400
세그먼트 2
C
D
데이터
브리지 테이블
100
200
300
1
400
2
브리지
* MAC 주소는 100,200과 같이 간략하게 표현하였음
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스위치(Switch)
2계층 기능 수행
기능면에선 브리지와 유사
MAC 주소를 기반으로 교환(switching) 수행.
입력 포트로 들어오는 프레임에 대해 MAC 주소를 기반
으로 어느 출력 포트로 switching 할지를 결정
연결을 집중시키고 효율적으로 데이터 전송
여러 포트를 가지는 것이 브리지와 다름
스위치를 Multi-port bridge라고도 함.
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라우터(Router)
3계층의 기능 수행: IP 주소를 기반으로 routing 수행.
LAN을 WAN에 접속 시킴
3계층의 정보를 기반으로 패킷의 경로를 결정
라우팅 테이블을 통해 최적의 경로 선택, 적당한 출력 포트로 스위칭
(switching)
인터페이스
목적지
네트워크 ID
세그먼트 1
A
B
1
1.1.1.0
2
2.1.1.0
세그먼트 2
C
D
데이터
라우팅 테이블
1.1.1.1
1.1.1.2
1
2
라우터
2.1.1.1
2.1.1.2
* IP주소는 1.1.1.1과 같이 간
략하게 표현하였음
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LAN의 표준화
802 위원회 : LAN 권고 표준 제정
LAN 프로토콜과 인터페이스에 대한 규격 제정
데이터링크 계층을 매체 접근 제어와 논리 링크 제
어의 두개 부 계층으로 나눔
LAN의 특수성 : 다양한 기술 존재
OSI 참조 모델과 호환성 유지를 위해 구분
데이터링크 계층
LLC 부 계층
MAC 부 계층
물리 계층
IEEE 802.2 LLC
IEEE 802.3 IEEE 802.4 IEEE 802.5 IEEE 802.11
CSMA/CD Token Bus Token Ring
Wireless
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매체 접근 제어 (MAC)
공유한 전송 매체에 동시 접근을 막기 위해 접근을
제한하는 방법
경쟁 (contention) 방식
IEEE 802.3 CSMA/CD
대표적인 예 : 이더넷
토큰 전달 (token passing)에 의한 방식
IBM의 토큰링
대표적인 예 : FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
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IEEE 802.3 CSMA/CD
CSMA/CD의 원리
Carrier Sense : 말하기 전에 듣기 (listen before talk)
Multiple Access : 아무도 이야기 하지 않을 때는 누구나 자유롭게 말
하기
Collision Detection : 충돌이 발생한 것을 깨닫기.
Collision
1010…
1010…
1010…
1010…
1010…
1010…
1010…
잼 신호 : 1010101010…(32비트)
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CSMA/CD의 동작
LLC 계층으로부터
정보 전송 요구
CSMA/CD MAC 프레임 조립
Carrier
Sensing
YES
Carrier 존재
NO
Multiple
Access
충돌로 인한
재전송 반복 시도
(최대 16회까지)
송신 개시
Collision
Detection
NO
NO
MAC 프레임
송신 완료
충돌 검출
YES
32-비트 Jam
신호 송신
YES
임의 요소를 갖는
지연 시간(Back-off time)
만큼 대기
정상 종료
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IEEE 802.5 Token Ring
근원지
목적지
• 토큰이 링 상을 돌고 있다.
근원지
근원지
목적지
• 근원지가 토큰을 받고 프레임을 전송한다.
목적지
• 프레임을 수신한 노드들은 프레임에 있는
목적지 주소가 자기 주소인지를 비교한다
• 비교하여 같으면 프레임을 복사하고
복사하였음을 프레임에 표시한다
근원지
목적지
• 소스는 프레임이 목적지까지 잘
도착했는지를 확인한 후 이상 없이
송신되었으면 프레임을 링에서 제거하고
토큰을 만들어 내보낸다
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논리 링크 제어 (LLC)
MAC에 의해 확보된 채널 전송권을 이용하여 프레
임 전송 시 필요한 연결 관리 절차와 순서 제어, 흐
름 제어 기능 담당
1
LLC 프레임
MAC 프레임
DSAP
1
SSAP
프레임 헤더
1 or 2
제어
사용자 데이터
프레임 헤더
프레임 트레일러
DSAP : Destination Service Access Point
SSAP : Source Service Access Point
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LAN 구축 기술
이더넷의 물리적, 논리적 토폴로지
허브
a) Ethernet의 물리적인 토폴로지(스타)
b) Ethernet의 논리적인 토폴로지(버스)
토큰링의 물리적, 논리적 토폴로지
허브
a) Token Ring의 물리적인 토폴로지(스타)
b) Token Ring의 논리적인 토폴로지(링)
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이더넷, 토큰링, FDDI 비교
Ethernet
Token Ring
FDDI
매체 접근 표준
IEEE 802.3
CSMA/CD
IEEE 802.5
Token passing
IEEE 802.5
Token passing
논리적
토폴로지
Bus
Ring
Ring
물리적
토폴로지
Star
Star
Dual ring
매체 접근
비결정론적
결정론적
결정론적
비고
First come
first serve
현재는 거의
사용 안 함
서서히
사라지고 있음
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이더넷 (Ethernet)
Ethernet Frame Format
1
6
7
Frame Destination
Preamble
Delimiter
address
Source
address
IEEE 802.3 Frame Format
1
6
7
Frame Destination
Preamble
Delimiter
address
6
Source
address
6
2
Type
2
Type
46 ~ 1500
data
46 ~ 1500
data
7
FCS
7
FCS
프리엠블(preamble) : 비트 동기화에 사용된다. (7바이트)
프레임 시작(start of frame delimiter) : 프레임의 시작을 나타냄. (1바이트)
목적지 주소(destination address) : 수신측 주소를 나타냄. (6바이트)
근원지 주소(source address) : 송신측 주소를 나타냄. (6바이트)
종류 필드(type) : 상위 계층의 네트워크 프로토콜을 식별함. (2바이트)
데이터(data) : 실제 전송될 자료가 들어감. (46～1500바이트)
프레임 체크 시퀀스(frame check sequence) : 에러검사에 사용됨. (4바이트)
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이더넷의 통신 구조
각종 MAC과 결합되는
논리 링크 계층(LLC)
데이터링크
계층
매체 접근 제어(MAC)
데이터링크 제어
송신권의 취득 제어
CSMA/CD
물리 신호 제어(PLS)
신호의 부호화, 복호화
물리 계층
케이블
AUI
커넥터
물리 매체 어테치먼트
(PMA)
신호의 변, 복조 기능
트위스트 페어선,
물리 매체
동축 케이블, 광케이블
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이더넷 물리 계층 표준
종류
매체
최대 대역폭
최대 세그
먼트 길이
물리 토
폴로지
논리 토
폴로지
10Base-2
Thin Coax
10Mbps
185m
Bus
Bus
10Base-5
Thick Coax
10Mbps
500m
Bus
Bus
10Base-T
CAT 5 UTP
10Mbps
100m
Star
Bus
10Base-FL
Multimode
Optical Fiber
10Mbps
2000m
Star
Bus
100Base-TX
CAT 5 UTP
100Mbps
100m
Star
Bus
100Base-FX
Multimode
Optical Fiber
100Mbps
2000m
Star
Bus
1000Base-T
CAT 5 UTP
1Gbps
100m
Star
Bus
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LAN과 WAN의 인터네트워킹
LAN 1
LAN 5
라우터
라우터
FDDI
WAN
(IP, X.25, PSTN,
ISDN, ATM 등)
라우터
LAN 4
라우터
허브
LAN 3
Token
Ring
허브
브리지
허브
Token
Ring
LAN 2
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라우터
(a) 라우터(위에서 본 모습)
1
8
2
3
4 5
6
7
(b) 라우터 포트
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라우터를 이용한 간단한 사설망 구성
4
더미허브
라우터
더미허브
스위칭 허브
1
라우터
스위칭 허브
3
더미 허브
2
더미 허브
4
2
1
종단 시스템
3
종단 시스템
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Windows98의 네트워크 환경 설정
제어판의 네트워크 항목을 선택
네트워크 항목에서 [네트워크 구성->설치된 네트워크 구성 요
소 -> TCP/IP-> 등록정보] 선택
IP 주소, 게이트웨이, DNS 정보 설정
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Windows2000의 네트워크 환경 설정
[시작->설정->네트워크 및 전화 접속 연결]을 선택
로컬 영역 연결->등록 정보->인터넷 프로토콜->등록정보 선택
IP주소, 서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS 서버 입력
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UTP 케이블 종류
주황줄무늬 1
T+
T+
T-
T-
2
주황
R+
녹색줄무늬 3
파랑
파랑
4
파랑줄무늬 5
녹색
R+
6
R-
R-
갈색줄무늬 7
갈색
주황줄무늬 1
주황
2
녹색줄무늬 3
T+
T+
T-
T-
R+
R+
R-
R-
갈색줄무늬 7
8
갈색
DTE
DCE
(a) 직렬 케이블 (Direct or Straight-through cable)
8
DCE
DTE
DCE
DTE
(b) 크로스오버 케이블 (Crossover cable)
갈색
갈색줄무늬
녹색
4
파랑줄무늬
파랑줄무늬 5
파랑
6
녹색줄무늬
갈색줄무늬 7
갈색
주황
갈색
2
주황
녹색줄무늬 3
녹색
파랑줄무늬
갈색줄무늬
주황줄무늬 1
파랑
녹색
주황줄무늬
파랑
4
파랑줄무늬 5
녹색
6
녹색줄무늬
주황
8
주황줄무늬
Router
PC
(c) 롤오버 케이블 (Rollover cable)
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롤 오버 케이블
PC에서 라우터의 콘솔포트 접속 시 사용
접속 시 두 가지 종류의 어댑터
RJ-45-to-DB-9 Adapter
RJ-45-to-DB-25 Adapter
라우터의 콘솔 포트와 PC 연결
콘솔포트
PC
라우터
Rollover 케이블
RJ45-to-DB-9
어댑터
제2장 LAN 기술 및 네트워크 장비 규격
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AMAN2002를 이용한 TCP/IP 프로토콜 분석 및 네트워크 프로그래밍
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UTP 케이블 제작
UTP 케이블 제작 시 필요한 부품
스트리퍼
RJ-45 잭과 보호용 캡
UTP CAT5 케이블
니퍼
UTP 툴(Tool)
UTP 테스터(Tester)
제2장 LAN 기술 및 네트워크 장비 규격
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UTP 케이블 제작
케이블 제단 및 피복
제거
라인 정렬 및 RJ45 잭
연결
케이블 작성 완료 및
동작 테스트
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참고 문헌
서승호 외, AMAN2002를 이용한 TCP/IP 프로토콜 분석 및 네트워크 프로그래
밍, 정익사, 2002.
김영탁 외, 데이터통신 및 컴퓨터 망, 정익사, 1999.
Behrouz Forouzan, TCP/IP Protocol Suite, McGraw-Hill, 1999.
Behrouz Forouzan, Introduction to Data Communications and Networking
McGraw-Hill, 1999.
Fred Halsall, Data Communications, Computer Networks and Open Systems,
Addison Wesley Publishing Co., 1996.
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detection(CSMA/CD) access method and physical layer specifications",
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Jim Lorenz, CNAP Cisco Networking Academy Program: First-Year, Cisco
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Jeff Doyle, CCIE Professional Development: Routing TCP/IP Vol. 1, Cisco
Systems Inc. 2000.
ITU-T Rec. X.200, Information technology - Open Systems interconnection
– Basic Reference Model: Conventions for the definition of OSI services,
1993.
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