[Network Basic] LAN, CSMA/CD

1. LAN  

• LAN은 일반적으로 큰 건물이나 지리적으로 한정된 거리에서 고속으로 데이터를 교환할 수 있는 망을 의미한다. 
• 거리에 제한을 둔, 고속의 망을 보통 LAN이라고 부른다.  

  

(1) LAN의 특징 

• 고속 통신 제공 
• 거리의 제한 
• 신뢰도가 높음 
• 망 설치 및 확장,변경가능 
• 다양한 통신 장비와 연결 가능 
• 다양한 데이터의 처리가 가능 
• 오류 제어 가능 

  

(2) LAN의 분류 

• 토폴로지별 분류 : 버스(Bus), 링(Ring), 스타(Star) 
• 전송매체에 의한 분류 
• 액세스 방법에 의한 분류 
• 케이블 규격에 의한 분류 

  

(3) LAN의 통신 장비 분류 

• NIC(Network Interface Card)           
• 리피터(Repeater)       
• Bridge                     
• Switch 
• Router                                        
• Brouter                  
• Gateway 

  

(4) LAN의 표준 802.X 시리즈 

표    준	내    용
IEEE802.1	HILI(상위계층과의 인터페이스 규정),STP
IEEE802.2	LLC(Logical Link Control)
IEEE802.3	CSMA/CD
IEEE802.4	Token Bus
IEEE802.5	Token Ring
IEEE802.6	DQDB(Distribute  Queue Dual Bus)MAN
IEEE802.7	Broadband (광대역 전송 자문 그룹)
IEEE802.8	Fiber(광통신 자문 그룹)
IEEE802.9	IVD(Integrated Voice & Data)LAN
IEEE802.10	LAN Security 보안
IEEE802.11b	Wireless LAN(무선 랜)

  

(5) LAN의 매체 접근 제어(MAC) 방식 

(1) CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) 

• OSI 7 Layer에서 데이터 링크 계층의 MAC계층에서 동작하는 매체 액세스 방법으로 LAN환경에서 사용한는 방법이다. 
• 매체를 액세스 시 가장 먼저 매체에 액세스 시도를 한 컴퓨터에게 사용 권한을 주는 방법 
• 먼저 데이터를 전송할 컴퓨터는 회선 상태가 활동 중인지를 감지한 다음에 회선이 비어있는 상태로 감지되면 데이터를 전송하기 위해 회선 상에 있는 다른 컴퓨터에게 회선사용 의도를 알린다. (이러한 방법으로 충돌을 피함) 
• 하지만 데이터의 전송의도를 알리는 신호가 네트워크의 또 다른 트래픽이 되고, 충돌이 발생할 수가 있기 때문에 결국 속도를 떨어뜨리는 결과를 낳게 되어 현재 거의 사용되고 있지 않는 방법이다. 

  

1. 회선 감지 : 회선 상에 흘러 다니는 데이터가 없는지 감지를 한다. 
2. ENQ 신호전송 : 회선에 데이터가 감지되지 않으면 전체 네트워크 상으로 회선 사용 의도를 알린다. 
3. ACK 신호전송 : 전송할 데이터가 없는 노드들은 회선을 사용해도 좋다는 신호를 전송한다. 
4. 데이터 전송 : 정상적으로 회선을 사용해도 좋다는 신호를 받으면 즉각 데이터의 전송을 시작한다. 

  

(2) CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 

CSMA/CA와 같은 방법으로 동작을 하지만, 다른점이라면 CSMA/CA에서는 데이터를 전송하기 전 충돌을 피하기 위해 미리 자신의 전송의도를 네트워크상의 다른 컴퓨터에게 알리지만 CSMA/CD 방식에서는 회선상태가 비어있는 상태로 감지되면 즉각 데이터의 전송을 하고 만약 충돌이 발생할 경우 네트워크 상의 다른 컴퓨터에게 충돌 발생 사실을 알리고 충돌 발생 사실을 전달받은 컴퓨터들은 임의의 시간동안 대기를 한 후 다시 재전송을 시도한다. 

     

  

1. 회선감지 : 회선 상에 흘러 다니는 데이터가 없는지 감지한다. 
2. 데이터 전송 : 회선 상에 데이터가 감지되지 않으면 즉시 데이터의 전송을 시작한다. 
3. 충돌 발생 : 동시에 데이터를 전송하면 충돌이 발생하고 충돌 발생 사실을 네트워크상의 다른 컴퓨터에게 알린다. 
4. 회선감지 : 충돌 발생 사실을 전달받은 다른 컴퓨터는 임의의  시간동안 대기한 후 다시 회선사이의 데이터를 감지한다. 

  

※ 참고 사항 

① Contention Method(경쟁 메서드) 

CSMA/CA 또는 CSMA/CD는 네트워크 상의 모든 컴퓨터가 데이터를 전송하기 위해 서로 경쟁하는 방식이므로 경쟁 메서드라고 한다. 

  이렇게 모든 컴퓨터들이 서로 경쟁적으로 회선을 액세스하기 때문에 네트워크 규모가 커진다면 당연히 회선을 액세스 할 수 있는 확률도 낮아지도 충돌 발생 확률은 낮아질 것이다. 그렇기 때문에 소규모의 네트워크에 적합한 액세스 방법이라 할 수 있다. 

  

② CSMA/CD 동작 과정 

1. Carrier Sense : 컴퓨터는 회선 상에 달느 컴퓨터가 회선을 사용 중인지를 감지한다. 
2. Multiple Access : 회선상태가 비어있는 상태로 감지되면 네트워크상의 모든 컴퓨터들은 동시에 액세스 시도를 한다. 
3. Collision Dectection : 충돌이 발생하면 충돌 발생 사실을 네트워크상의 모든 컴퓨터에게 통보한다.