Computer network 15-2

0. OSI 7계층 모델 Open Systems Interconnection: 개방형 상호연결 참조 모델

1. Physical (물리): 비트↔전기·광 신호 변환, preamble/SFD 처리

2. Data Link (데이터 링크):

   • LLC: 흐름·오류 제어, 상위층 인터페이스
   • MAC: 프레임 생성·주소 지정·FCS 검사·매체 접근 제어
3. Network (네트워크): IP 라우팅·패킷 전달
4. Transport (전송): TCP/UDP 종단 간 신뢰성·흐름 제어
5. Session (세션): 통신 세션 설정·관리·해제
6. Presentation (표현): 인코딩/디코딩, 압축/암호화
7. Application (응용): 애플리케이션 인터페이스, 하위로 데이터 전달

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15장. LAN(Local Area Network) 개관

1. Network의 종류

1. 거리에 따른 분류

   • LAN: 1 km 이내
   • MAN: 도시 규모
   • WAN: 1 km 이상
   • (이미 배운 packet switching 사용)

2. Switching의 유무에 따른 분류

   • Switched network: Circuit/Packet switched
   • Broadcast network: LAN, MAN

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2. WAN·MAN·LAN 개관

• WAN: ≥1 km, 공중망/사설망, Kbps·높은 error rate
• MAN: 도시 내 여러 LAN 묶음, 높은 전송률
• LAN: ≤1 km, 자체 소유, 20→100→1 Gbps 진화, 오류율 10⁻⁸

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3. LAN과 MAN의 공통 특징

1. Packet broadcasting network
2. 송신은 packet 형태

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4. LAN·MAN 성질 결정 3요소

1. 전송매체: Twisted pair, Coaxial, Fiber optic, Microwave, Satellite
2. Topology: Ring, Bus, Star, Tree
3. MAC 프로토콜: Round Robin, Reservation, Contention, CSMA/CD, Token Ring, Token Bus, DQDB

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5. LAN의 배경 및 활용

5.1 개인용 PC LAN

• 워크스테이션↔서버 자원 공유, Low cost→Limited rate

5.2 Backend Networks

• 메인프레임↔저장장치, ≥100 Mbps, 분산 접근, 수십 디바이스

5.3 SAN

• 저장 전용망(디스크·테이프·CD Array)

5.4 고속 사무실 네트워크

• 이미지 처리, High capacity storage

5.5 Backbone LAN

• 저속 LAN 상호연결, Reliability/Capacity/Cost 해결

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6. 토폴로지와 전송매체

• 결정 요소: Protocol architecture, Topologies, MAC, LLC

6.1 Topologies

• Tree, Bus, Ring, Star

6.1.1 Bus/Tree

• 멀티포인트 매체+탭, full-duplex, 종단기 필요, 수신자 지정·충돌 문제

6.1.2 Ring

• 리피터 점대점, unidirectional, 순환 후 제거, MAC 제어

6.1.3 Star

• 스테이션↔허브, Physical star/logical bus or 스위칭

6.2 토폴로지 선택

• 고려: 신뢰성, 확장성, 성능, 매체, 배선, MAC
• Bus LAN 매체: Twisted pair, Baseband/Broadband coaxial, Optical fiber

6.3 전송매체 선택

• LAN 토폴로지 제한, 전송용량·신뢰성·데이터 타입·환경 영향

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7. IEEE 802 프로토콜 구조

7.1 IEEE 802 reference model (참조모델)

• LAN의 표준 명세(specification) 결정

  • IEEE 802.3 CSMA/CD
  • IEEE 802.5 Token Ring

• OSI 하위 계층 정의

  • Physical layer (물리층)
  • Logical link control (LLC)
  • Media access control (MAC)

• OSI 상위층 프로토콜(3계층·4계층 이상)은 네트워크 구조에 독립적이며 LAN, MAN, WAN 적용 가능

7.2 매체 접근 제어

• 제어 위치: 중앙집중 vs 분산
• 제어 방식: 동기식(TDM/FDM) vs 비동기식(Round-Robin/Reservation/Contention)

7.2.1 비동기식 (Asynchronous)

1. Round-Robin (15.3.3.1)

   • 모든 스테이션에게 차례로 전송 기회 제공
   • 중앙집중형(폴링) 또는 분산 방식으로 수행

2. Reservation (15.3.3.2)

   • 스트림 트래픽에 적합
   • 시간 슬롯을 미리 예약하여 전송

3. Contention (15.3.3.3)

   • 전송 차례를 제어하지 않고 모든 스테이션이 경쟁
   • 버스티 트래픽에 적합
   • 적정한 부하(moderate load)에서는 효율적
   • 부하가 많을 때는 성능 저하

중앙집중형과 분산형 방식이 일부 쓰이지만, 라운드 로빈 기법과 경쟁 기법이 일반적이다.

7.2.2 MAC Frame

• LLC PDU + MAC control, DA, SA, CRC(FCS), MAC 에러 검출·프레임 폐기

7.2.3 MAC 주소 (Media Access Control Address)

• 네트워크 카드의 48비트 하드웨어 주소(LAN 카드 고유 주소), 이더넷 주소 또는 토큰링 주소와 동일
• 앞 3바이트는 OUI(Organizationally Unique Identifier)로 제조사 식별
• 뒤 3바이트는 개별 장치 식별