근거리 통신망: LAN

이더넷 (Ethernet)

이더넷

• LAN(Local Area Network): 제한된 지역(빌딩, 캠퍼스 등) 내에서 사용되는 네트워크.
• IEEE 표준: 데이터 링크층에서 두 가지 부계층을 정의함.
  • 논리 링크 제어(LLC, Logical Link Control) 부계층
  • 매체 접근 제어(MAC, Media Access Control) 부계층

표준 이더넷 (10Mbps)

• 속도: 10Mbps
• 접근 방식: CSMA/CD
• 비연결형과 신뢰성 없는 서비스(connectionless and Unreliable)

1. 이더넷은 비연결형 프로토콜이며 프레임 간 독립적으로 동작함.
2. 프레임이 전달되지 않거나 손실된 경우, 상위층 프로토콜에서 재전송 등의 방식을 사용하여 대응함.

• 프레임 형식:

이더넷 프레임

• 프리엠블(Preamble): 프레임 도착과 동기화 역할.
• 시작 프레임 지시기(SFD): 프레임의 시작을 알림.
• 목적지 주소(DA): 수신자 주소 (6바이트).
• 발신지 주소(SA): 송신자 주소 (6바이트).
• 유형(Type): 상위 계층 프로토콜 정의.
• 데이터(Data): 상위 계층의 데이터 (46~1500 바이트).
• CRC: 오류 검출을 위한 정보.

• 표준 이더넷: 주소지정:
  • 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트: 발신지 주소는 항상 유니캐스트 (unicast), 목적지 주소는 유니캐스트 (unicast), 멀티캐스트 (multicast), 브로드캐스트 (broadcast).
  • 첫 번째 바이트의 마지막 비트가 0이라면 이는 유니캐스트 주소를 의미하고, 1이라면 멀티캐스트 주소.
  • 목적지 브로드캐스트 주소는 48비트 모두 1인 멀티캐스트의 특별한 경우.

표준 이더넷 구현 요약

고속 이더넷 (100Mbps)

고속 이더넷 접속 형태

• 속도: 100Mbps (Fast Ethernet)
• 자동 협상(Auto-negotiation): 두 장치가 전송 모드와 속도를 협상.
• 물리층 구현: 100Base-TX(STP), 100Base-FX(광섬유), 100Base-T4(UTP).

고속 이더넷 구현 요약

 

기가비트 이더넷 (1Gbps)

• 속도: 1Gbps
• 전이중 모드: 충돌이 없으며, CSMA/CD 필요 없음.
• 물리층 구현: 1000Base-T 등 다양한 구현 방식.

기가비트 이더넷 구현 요약

 

10기가비트 이더넷 (10Gbps)

• 속도: 10Gbps
• 동작 모드: 전이중 모드만 사용, CSMA/CD 불필요.
• 주로 사용: LAN과 대도시 통신망(MAN).

10 기가비트 이더넷 구현 요약

 

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WiFi, IEEE 802.11 프로젝트

• WiFi: IEEE 802.11 표준 기반의 무선 LAN 기술.
• 구성:
  • 기본 서비스 집합(BSS): 무선국과 액세스 포인트(AP)로 구성.
  • 확장 서비스 집합(ESS): 여러 BSS를 연결하여 더 넓은 네트워크 제공.

MAC 부계층

• 분산 조정 함수(DCF): CSMA/CA를 사용하여 충돌을 회피.
• 점 조정 함수(PCF): 시간에 민감한 전송을 위한 선택적 방식.

주소 체계

• 주소 체계:
  • 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 주소 제공.
  • 4개의 주소로 송신자, 수신자, AP 등을 구분.

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블루투스 (Bluetooth)

• Bluetooth: 2.4GHz 대역에서 동작하는 무선 기술, 짧은 거리에서 사용.
• 피코넷(Piconet): 하나의 주국과 최대 7개의 종국으로 구성.
• 스캐터넷(Scatternet): 피코넷 간의 연결을 통해 더 큰 네트워크 구성.

블루투스 계층

• L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol): LAN의 LLC 부계층과 유사하며, 다중화 및 분할/재조립 기능을 제공.
• 기저대역(Baseband) 계층: MAC 부계층과 유사하며, 데이터 전송 제어.
• TDMA: 시간 분할 다중 접근 방식을 사용하여 반이중 통신 지원.
• 무선 계층: 물리층과 유사하며, 79개의 2.4GHz 대역 채널을 사용해 주파수 도약으로 간섭 회피.