🍑네트워크 2일차(4.12) 이더넷 모뎀 buffering source quenching windowing UTP/STP CAT direct cable cross cable Coaxial과 Fiber-optic 케이블 전화선 RJ -11 , Ethernet RJ -45

응용층 : 네트워크 어플 사용, 상대방 찾기, 대역폭 점검, 통신 동기화 에러 검사 기능
표현층 : 데이터 포맷, 데이터 암호화와 압축,  멀티미디어
세션층 : full-duplex, half-duplex, simplex, 가상회로 설정, 데이터의 신뢰성 보장, 전이중, 반이중 
전송층 : 데이터 멀티플렉싱, 데이터 무결성 수립, 가상회로 관리,  흐름제어(windowing) =>TCP/UDP
=>흐름제어 : buffering : 수신자가 수용가능한 용량의 메모리를 확보
                  source quenching : 송신자 상대방에게 전송 중지 요청
                  windowing : 송수신자가 상호 협상을 통해서 전송량 조절(negotiate->60만 보내~)
네트워크 : end-to-end 연결 설정, IP(네트워크-호스트) <-라우터
데이터링크 : LLC(Logical Link Control)와 MAC(Media Access Control)
                 LLC는 상위 소프트웨어적인 요소들이 하위 하드웨어적인 요소와 호환되는 층이고, MAC는 하위 하드웨어적인 요소(NIC)와 연결되어져 있다. 
=>MAC : 48 비트의 NIC의 주소이다. hard coding =>변경이 안 된다(해킹에서는 침투자의 MAC 주소를 변경한다)
            참고로 IPv4 주소는 32 비트이고 IPv6 주소는 128 비트이다.
            48 비트는 전반부 24 비트와 후반부 24 비트로 나뉘는데 전반부는 Vendor의 고유번호(OUI)이고, 후반부가 NIC의 Serial 번호이다. 
            =>예를 들어 Cisco사는 00-00-0C, LinkSys사는 00-E0-98, 3Com은 00-10-5A  라는 지정된 OUI를 가지고 있다. 여기서 0C라는 하나의 주소는 문자나 숫자 하나당 4bit이기 때문에 0(4bit)+C(4bit) 해서 두 자리 0C는 8bit(1Byte)가 된다. RAM의 주소 등에서는 모두 Hexadecimal(16진수)를 사용하기 때문에 0~F 사용된다.
물리층 : 전기신호, DTE/DCE, CSU/DSU, Modem
=>Modem : Modulation + Demodulation을 합친 용어인데 WAN에서의 시리얼(sign wave) 통신을 LAN에서의 digital(0, 1) 통신으로 변환해주는 Firmware이다. 컴퓨터나 기타 디지털 기기에서 전화선 또는 케이블을 통해 데이터를 전송하기 위한 장치이다. 최근 라우터 장비에는 모뎀이 내장되어 있어서 외부로 보이지 않는다. 
    Firmware : 하드웨어와 소프트웨어를 합친 개념이다.
                  한글, MS Word =>소프트웨어 
                  프린터, BIOS(Basic Input Output System) =>펌웨어 
    (E)EEPROM : Erasable Electronic Electrical Programmable ROM(Read Only Memory)을 이용해서 펌웨어를 생성한다. 

Ethernet : 이더넷은 현재 전 세계에서 가장 많이 쓰이고 있는 네트워크 아키텍처이다.

이더넷은 원칙적으로 하나의 인터넷 회선에 유/무선 통신장비 공유기, 허브 등을 통해 다수의 시스템이 랜선 및 통신 포트에 연결되어 통신이 가능한 네트워크 구조를 말한다.(https://inpa.tistory.com/entry/WEB-%F0%9F%8C%90-%EC%9D%B4%EB%8D%94%EB%84%B7-%EC%9D%B4%EB%9E%80-%EB%AC%B4%EC%97%87%EC%9D%B8%EA%B0%80) 이더넷은 컴퓨터나 다른 디지털 기기들을 서로 연결하여 데이터를 주고받을 수 있도록 해주는 통신 프로토콜이다. 

Xerox가 1970년대에 초기 Ethernet I을 구현했고, 1980년에 Digital Equipment와 Intel이 Xerox에 가담해서 합작회사인 DIX를 만들고 이더넷을 더욱 개발시켜서 1984년에 Ethernet I을 업그레이드한 Ethernet II를 만들고, 뒤이어 IEEE가 이더넷 표준을 정의하기 위한 연구그룹 IEEE 802를 만들어서 Ethernet II와 유사한 프로젝트_명 IEEE 802.3을 표준화해서 발표했다. IEEE 802 project에는 22개의 분과가 있는데 현재 대부분 해산되거나 활동을 멈춘 상태이지만 
802.3 CSMA/CD(Ethernet) : Carrier Sense, Multiple Access/Collision Detection으로써         contend based이다. 전송감지, 충돌감지, 잼 시그널, 충돌영역, .... 주로 로컬 LAN에서 사용된다. 초기에는 hub로 노드들을 연결(충돌영역) 
=>현재는 switch로 노드들을 연결하는데 Switch는 Switching Table에 포트별로 연결된 노드의 MAC 주소 정보를 가지고 있기 때문에 타겟 노드를 찾아갈 때 개별적으로 갈 수 있다. Broadcast는 여전히 존재!!!   
=>무선 WLAN에서는 CSMA/CA(Avoidance)로써 무선에서는 절대 충돌이 없다!!! (무선은 속도가 느리다 2way handshake라 보안이 취약하다는 단점이 있다.) 

(802.4 Token Bus), 
(802.5 Token Ring), 그리고 
802.11n 무선 WLAN만 현재 살아있는 실정이다.

 

CSMA/CD(이더넷)

CSMA/CA(무선)-Avoidance

CS(데이터이동 감지) MA(다중 접속) CD(충돌 감지)

wait for random amount of time

clear 해질 때까지 기다려야 한다.(listen)

collision domain(hub)

브로드캐스트, 유니캐스트

 

스위치는 테이블이 있다.(포트, 맥주소-데이터 전송 층)

port density

Layer 2

브로드캐스트 때릴 필요가 없음

 

packet switch??

circuit switch??

 

 

실습

우분투를 켜고 wireshark > eth0 > start

ping 192.168.100.136

firefox 주소

네이버는 크롬 웹브로저에 인증서를 넣어놓았는데 파이어폭스에는 안 넣어놓았다?
인증서는 브라우저별로 들어가 있어야 한다.

 

  내부 로컬 LAN(네트워크 주소가 같음)에서 상대방 노드를 찾을 때에는 
상대가 가지고 있는 IP 주소를 MAC 주소로 변경해서 인식하게 된 뒤 통신된다. 
IP 주소를 MAC 주소로 변경해주는 프로토콜이 ARP이다. 브로드캐스트로 상태방을 찾기 때문에 브로드캐스트도 ARP 프로토콜을 사용한다.
  내부에 있지 않은 www.naver.com으로 갈 때에는 내부에서 찾기 못하기 때문에 게이트웨이로 간 뒤 인터넷으로 나가서 찾은 뒤 연결된다. 이럴 때에는 ARP를 사용하지 않는다.     

  초기 이더넷은 물리층에서 단일 케이블로 연결되는 버스(bus) 아키텍처로 구성되었지만, 최근에는 Hub/Switch 장비를 사용해서 여러 노드를 연결하는 스타(star) 아키텍처를 주로 사용한다. 
  네트워크에서는 노드를 연결하는 레이아웃(배치)을 토폴로지(topology)라는 용어로 구별해서 부른다. 예를 들어서 버스(bus) 토폴로지는 확장이 어려운 편인데 새로운 노드를 추가/제거-이를 스케일러블(scalable)하다고 부른다-하려면 케이블을 재배치해야 하고, 회선 맨 끝에서 데이터 신호가 반향(bounce)되지 않도록 버스라인 끝에 50옴(ohm)의 저항(impedance로 부른다)인 터미네이터(terminator)를 부착해 두어야 한다.
=>V=iR 
 이러한 버스 아키텍처의 불편을 없애기 위해서 허브/스위치 장치에 각 노드들을 연결하는 방법이 고안되었는데 이런 네트워크 토폴로지를 스타(star) 토폴로지라고 한다.   허브는 일종의 멀티포트 리피터(repeater) 기능(이를 더미(dummy) 허브로 부르고, 관리기능을 추가한 허브를 인텔리(intelligent) 허브라고 부른다)을 할 뿐이다. 허브는 별도의 설정이 필요하지 않고 스케일러블해서 기업체가 아닌 가정이나 소규모 네트워크에서는 아직 많이 사용하고 있다.  
=>유/무선 통신에서는 거리에 따라서 감쇄, 반향, 굴절, .... 현상 등이 있다.  

  학원이나 대학 PC Lab이라면 다음처럼 구성할 수 있다. 
a) 먼저 각 실습 강의실에 Switch를 두고 여기에 실습용 PC 노드들을 묶고,
b) 각 층에 Intelligent Hub를 두고 이 스위치들을 묶고, 
c) 건물 동이 여러 개 있으면 건물 동 LAN끼리 Bridge 장치로 묶고, 건물이 멀리 떨어     져 있으면 무선으로 연결 
d) 외부 WAN으로 나가는 곳에 Router를 둔다.  

  참고로 
▪ Baseband : LAN, 디지털, 단거리, 양방향 통신, 데이터 전송, 단일 채널, TDM(시분할) 방식이고
▪ Broadband : WAN, 아날로그, 장거리, 단방향 통신, 데이터-음성-영상 전송, 다중 채널, FDM(주파수분할) 방식이다.

 

광케이블 fiber optic cable

ESD(정전기) 2.4GH

무선 5GH

 

전화선

(PSTN OR POTS(56k/bps) =>ISDN(128K/bps) 

  케이블의 종류 
  이더넷과 토큰링에서 자주 보는 UTP(Unshielded Twist Pair)와 STP(Shielded Twist Pair) 케이블은 종류에 따라서 쌍(pair)으로 두 줄과 네 줄이 있다. STP는 성능이 좋지만 가격이 비싸서 토큰링에서 주로 사용되고 대부분 이더넷에서는 UTP를 사용한다. 이 UTP/STP 케이블 시리즈를 CAT(CATegory)로 분류하는데 CAT1은 전화선에서 사용되고, CAT3은 10BaseT에서 사용되며, CAT4는 토큰링, 그리고 CAT5가 패스트 이더넷용으로 사용되다가 기가비트 이더넷에서도 사용하는 추세이다. CAT5e, CAT6 케이블 등도 있다. 1000BaseSX나 1000BaseLX/LH와 같은 기가비트 이더넷인 경우는 광케이블(Fiber Optic)을 사용한다.  

 

  CAT1 전화선에서의 연결 잭을 RJ-11(2선)이라고 부르고, CAT3(4선)과 CAT5(8선) 이더넷용 연결 잭은 RJ-45로 부르는데 RJ-11보다 좀 더 크다. 집이나 사무실의 벽에 붙어있는 단자(이를 wall-outlet으로 부름)를 보면 위가 RJ-11으로 전화선을 연결하고 아래가 RJ-45로 이더넷을 연결하면 된다. EIA/TIA-568B에 규정되어 있다.

  UTP/STP 케이블에서는 장치 연결에 따라서 
straight-thru와 cross-over 방식으로  케이블을 만들어서 사용하는데 각 노드끼리는 다음처럼 사용하면 되고, 
UTP 케이블은 ‘줄_주황-주황-줄_녹색-녹색-줄_파랑-파랑-줄_갈색-갈색’의 순서로 되어 있는데 다음 표로 정리해 두었다. 동기종(homo device)은 같은 Layer의 장치, 이기종(hetero device)은 다른 Layer의 장치를 의미한다.
=>
Straight-thru(이기종 연결)
‘줄주-주황-줄녹-녹색-줄파-파랑-줄갈-갈색’과
‘줄주-주황-줄녹-녹색-줄파-파랑-줄갈-갈색’ 그대로 양단에 연결한다.

Cross-over(동기종 연결)
‘줄주-주황-줄녹-파랑-줄파-녹색-줄갈-갈색’로 하고 다른 한쪽은 
‘줄녹-녹색-줄주-파랑-줄파-주황-줄갈-갈색’로 가닥을 바꿔서 연결한다.

  Coaxial과 Fiber-optic 케이블
  동축 케이블은 케이블 TV나 브로드밴드 TV, 씬(thin) 네트(10Base2)와 씨크(thick) 네트(10Base5)에서 사용되는 동축 케이블은 RG(ReGistered)로 분류하는데, 씬 네트는 RG-58이고, 씨크 네트는 RG-8로 정의되어 있다(TV용은 RG-6이다). 하지만 어느 속도엔 어느 케이블을 사용해야 한다고 고정된 것이 아니라서, 예를 들어 100BaseT 패스트 이더넷은 UTP를 사용하지만 1000BaseT 기가비트 이더넷은 동축케이블을 사용한다.
  광케이블은 1000BaseLX/CX 기가비트 이더넷은 광케이블을 사용한다. 광케이블은 ST와 MT 두 종류로 분류한다. 

 

전화선 RJ -11 , Ethernet RJ -45

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