12장 근거리 통신망(LAN) 12.1 프로젝트 802 12.2 이더넷(Ethernet) 12.3 토큰 버스(Token Bus) 12.4 토큰 링(Token Ring) 12.5 FDDI (Fiber Distributed Data Interface) 12.6 비교 12.7 요약

근거리 통신망(계속) 근거리 통신망(LAN) LAN의 분류 IEEE 프로젝트 802 표준안 제한된 지리적인 영역(연구소, 학교, 병원 등)에 있는 정보기기 간에 직접적인 통신을 제공하는 데이터 통신 시스템 LAN의 분류 이더넷(Ethernet) 토큰 버스(Token Bus) 토큰 링(Token Ring) FDDI(Fiber Distributed Data Interface) –ANSI 표준안 IEEE 프로젝트 802 표준안

12.1 프로젝트 802 IEEE 표준화 프로젝트(1985년 설립) 프로젝트 802와 OSI모델과의 관계

프로젝트 802(계속) 프로젝트 802

프로젝트 802(계속) IEEE 802.1 LLC(Logical Link Control) LAN 인터네트워킹 표준 안 LLC(Logical Link Control) IEEE 802 데이터링크계층의 상위계층으로 모든 LAN 프로토콜에 공통 MAC(Medium Access Control) 데이터링크 계층의 하위 서브 계층으로 공유 매체접근방법 제공

프로젝트 802(계속) 프로토콜 데이터 단위(PDU: Protocol Data Unit) LLC 레벨 데이터 단위 HDLC와 유사한 4개의 필드로 구성

프로젝트 802(계속) 제어(Control)필드 HDLC에 있는 제어필드와 동일

12.2 이더넷(Ethernet) Xerox 사에서 개발된 802.3표준 IEEE 802.3

이더넷(계속) 접근 방법(ACCESS Method) : CSMA/CD

이더넷(계속) CSMA/CD에서 일어나는 충돌

이더넷(계속) 주소지정 이더넷 네트워크상의 각 Station (pc, workstation, print등) 은 자신의 NIC(Network Interface card)를 가짐 6바이트 길이 유일한 물리주소

이더넷(계속) 전기적 규격 신호 방식(Signaling) 데이터 전송율(data rate) 베이스밴드(baseband)시스템 - Manchester digital Encoding 브로드밴드(Broadband)시스템 - differential PSK 데이터 전송율(data rate) 1 ~ 100Mbps

이더넷(계속) 프레임 형식( Frame Format)

이더넷(계속) 프레임형식 Preamble(7바이트) - alert, timing, start synchronization SFD(Start frame delimiter) - 프레임 시작 DA(Destination address) - 목적지 주소 SA(Source address) - 발신지 주소 PDU 길이/유형 802.2 프레임(PDU) - 46~1500 바이트길이 CRC - 오류 발견정보, CRC-32

이더넷(계속) 프레임 길이 프레임 최소 길이와 최대 길이 제한

이더넷(계속) 주소 지정 각 지국은 자신의 네트워크 인터페이스 카드에 설정되어있음 이더넷 주소는 6바이트 길이

이더넷(계속) 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 주소

이더넷(계속) 구현(Implementation) 10BASE5: Thick Ethernet 10BASE2: Thin Ethernet 10BASE-T: Twisted-pair Ethernet 1BASE5: Star LAN 10Base-FL: 광섬유 링크 이더넷 브리지형 이더넷 교환형 이더넷 전이중 이더넷

이더넷(계속) 10BASE5: 굵은 이더넷 Thick Ethernet, Thick Net이라고 함 케이블 굵기는 고무 호스 정도 베이스밴드(Baseband) 신호 사용 최대 500미터 세그먼트 길이를 갖는 버스형 접속형태

이더넷(계속) 10BASE5: Thick Ethernet(버스형)

이더넷(계속) 10BASE5: 굵은 이더넷 RG-8 케이블: 802.3 표준 중추(backbone) 굵은 동축 케이블 송수신기(transceiver): 매체 연결 장치(MAU; medium attachment unit), transmitter-receiver AUI(attachment unit interface) 케이블: 15-wire케이블(DB-15pin),최대 길이 50m 송수신기 탭(Transceiver Tap)

이더넷(계속) 10BACE5 송수신기 연결

이더넷(계속) 10BASE2 : 얇은 이더넷(버스형)

이더넷(계속) 10BASE2 : Thin Ethernet NIC - thick Ethernet NIC + transceiver 얇은 동축 케이블 - RG-58 BNC-T - T자형 연결자(3port: NIC, input, output)

이더넷(계속) 10BASE-T : 꼬임-쌍선 이더넷(star형)

이더넷(계속) 10BASE-T 성형 UTP(Unshielded twisted pair) 케이블 전송속도: 10Mbps 최대길이: 100M(hub to station) Intelligent hub 이용 Four-pair RJ-45 케이블

이더넷(계속) 1BASE5 : Star LAN

이더넷(계속) 1BASE5 : 성형 LAN AT&T제품 저속 전송속도: 1Mbps Twisted-pair 케이블 Hub당 최대 10station

이더넷(계속) 10Base-FL : 광섬유 링크 이더넷 허브(hub)에 연결된 성형 접속형태 사용

이더넷(계속) 브리지형 이더넷 이더넷 발전의 첫 번째 단계 브리지들은 대역폭 증가와 충돌 영역의 분리 대역폭 증가

이더넷(계속) 브리지로 나누면 대역폭이 서로 독립적

이더넷(계속) 충돌 영역의 분리

이더넷(계속) 교환형 이더넷 브리지형 LAN 개념의 확장 2-계층 스위치 패킷을 좀 더 빠르게 다룰 수 있는 N-포트 브리지

이더넷(계속) 전이중 양방향 이더넷 교환형 이더넷의 발전 전이중 양방향 교환형 이더넷(full-duplex switched Ethernet)

이더넷(계속) CSMA/CD의 불필요 MAC CSMA/CD 방법의 불필요 각 지국이 두 개의 분리된 링크를 통해 교환기에 연결 MAC 부계층과 LLC 부계층 사이에 MAC 제어(MAC control) 추가 오류 제어와 흐름 제어 제공

12.3 고속 이더넷 고속(fast Ethernet) 이더넷 MAC 부계층 접근방법은 표준 이더넷과 호환 네트워크 최대 길이 250미터 이내 100Mbps 전송속도 제공 MAC 부계층 MAC 부계층을 그대로 유지 전통적인 이더넷과의 호환성을 위해 CSMA/CD를 유지

고속 이더넷(계속) 고속 이더넷(Fast Ethernet)

고속 이더넷(계속) 자동 협상(autonegotiation) 고속 이더넷에 추가된 기능 허브에게 단일 능력이 아닌 어느 정도의 범위 능력 허용 목적 비호환 장비들을 서로 연결 두 개의 장비가 동작 모드 또는 데이터 전송율 협상 가능

고속 이더넷(계속) 구현

12.4 기가비트 이더넷 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) MAC 부계층 매체접속 1,000Mbps(1Gbps) CSMA/CD를 이용하는 반이중 양방향 : 오늘날 사용하지 않음 CSMA/CD가 불필요한 전이중 양방향

기가비트 이더넷(계속) 구현

12.5 10-기가비트 이더넷 10-기가비트 이더넷(10Gigabit Ethernet) IEEE 802.ae 표준 경합이 필요없는 전이중 모드 동작 데이터 전송율 향상 동일한 프레임과 형식 사용 MAN과 WAN을 내부 LAN 과 연결 허용

10-기가비트 이더넷(계속) 구현

12.6 토큰 버스 IEEE 820.4 물리적으로는 버스형 논리적으로 토큰을 이용한 링형(Ring using token) 공장자동화, 프로세스 제어 등에만 사용 데이터통신 분야에 적용한 상업적인 응용은 없음

12.7 토큰 링 IEEE 820.5 물리적으로는 버스형 논리적으로 토큰을 이용한 링형(Ring using token) 각 지국이 데이터를 교대로 보내기 위해 토큰 건네기(token passing) 메커니즘 이용 토큰을 소유할 때만 데이터 송신 가능 접근방식: 토큰 건내기

토큰 링(IEEE 802.5)

토큰 링(계속) 토큰 링 우선순위(Priority)와 예약(Reservation) 시간제한(Time Limit): 10ms 감시국(monitor station) 주소(6바이트 길이)

토큰 링(계속) 전자적인 규격 프레임형식 differential Manchester 디지털 신호방식 전송속도: 4-16Mbps 데이터(data) 토큰(token) 중지(abort)

토큰 링(계속) 토큰 링 데이터 프레임

토큰 링(계속) 데이터 프레임 필드 시작지시기(SD; Start delimiter):동기 타이밍 신호 접근제어(AC; Access control):우선순위 프레임 제어(FC; Frame control) 목적지 주소(DA; Destination address) 발신지 주소(SA; Source address) 데이터(Data; 4500바이트 CRC: CRC-32 오류발견 종료 지시기(ED; end delimiter) 프레임 상태(FS; Frame status)

토큰 링(계속) 데이터 프레임 필드

토큰 링(계속) 토큰 프레임 세 필드로 구성: SD, AC, ED 중지(Abort)프레임 전송 종료

토큰 링(계속) 구현 링(Ring)

토큰 링(계속) 교환기(Switch)

토큰 링(계속) 다중지국 접속장치(MAU; Multistation Access Unit)

12.8 FDDI ANSI와 ITU-U(ITU-TX.3) 표준 전송매체 : 광케이블 전송속도 : 100Mbps FDDI(Fiber Distributed Data Interface) 동작

FDDI(계속) 접근방법: 토큰 건내기- 토큰을 가질 때 하나의 프레임 전송 시간 레지스터 타이머 동기(Synchronous) 프레임 – 토큰 확보 시 보내는 프레임 비동기(Asynchronous) 프레임 – 시간이 남으면 보내는 프레임 시간 레지스터 SA(Synchronous Allocation) – 동기 데이터 보내는 시간 TTRT(Target Token Rotation Time) - 링을 순환하는 평균시간 AMT(Absolute Maximum Time) – TTRT의 2배에 해당하는 값 타이머 TRT(Token Rotation Timer)-순환하는데 걸리는 시간 측정 THT(token holding timer)-동기 프레임을 보낸 후 비동기 프레임을 보내는데 남아있는 시간을 나타냄

FDDI(계속) FDDI 예

FDDI(계속) 전자 규격 신호방식(물리층) – NRZ-I(4B/5b) 부호화 사용

FDDI(계속) 전자 규격 제어신호

FDDI(계속) FDDI계층구조

FDDI(계속) FDDI 프레임유형

FDDI(계속) 구현 : FDDI 이중 링(dual ring)

FDDI(계속) FDDI 링 문제 발생

FDDI(계속) 노드(node) 이중 연결국(DAS : dual attachment station) 2개의 매체 인터페이스 연결기(MIC : media interface connector)를 이용하여 2개의 링에 연결 단일 연결국(SAS : single attachment station) 하나의 MIC를 가지며 하나의 링에 연결 워크 스테이션, 서버, 미니 컴퓨터 등을 MIC를 통하여 연결 이중 연결 집중기(DAC : dual attachment concentrator) 이중 링에 SAS 연결 제어 기능 수행

FDDI(계속) 노드 연결

12.9 LAN 비교

12.10 요약 Q & A

연습문제 풀이해서 Report로 다음 주까지(일주일 후) 제출해 주세요! 알림