(Wired LANs : Ethernet) Chapter 13 유선 LAN : 이더넷 (Wired LANs : Ethernet)

13 장 유선LAN : 이더넷 (Ethernet) 13.1 IEEE 표준화 13.2 표준 이더넷 13.3 표준 변경 13.4 고속 이더넷 13.5 기가비트 이더넷 13.6 요 약

유선LAN : 이더넷(Ethernet) 이더넷의 세 가지 세대

Topics discussed in this section: 13.1 IEEE STANDARDS 1985년에 IEEE 컴퓨터 분회에서는 다양한 제조업자의 장치들 사이의 상호 연결이 가능하도록 하는 표준을 만들기 위해 프로젝트(project) 802라고 부르는 프로젝트를 시작했다. 프로젝트 802는 OSI나 인터넷 모델의 어떤 부분을 대치하려는 의도는 없었다. 다만 주요 LAN 프로토콜의 물리층과 데이터링크층의 기능을 규격화 하였다. Topics discussed in this section: Data Link Layer Physical Layer

IEEE 표준 (계속) IEEE standard for LANs

IEEE 표준 (계속) 데이터 링크층 물리층 LLC(Logical Link Control) 논리링크 제어 프레임 만들기 MAC(Medium Access Control) 매체 접근 방식 물리층 사용된 물리적 매체의 구현 방법과 형태에 의존

IEEE 표준 (계속) HDLC frame compared with LLC and MAC frames

Topics discussed in this section: 13.2 STANDARD ETHERNET 원래 이더넷은 1976년 제록스의 팔로알토 연구소(Palo Alto Research Center)에서 만들어졌다. 그 이후 4세대로 발전하였다 여기서는 표준 이더넷에 대해 살펴본다. Topics discussed in this section: MAC Sublayer Physical Layer

표준 이더넷 (계속) Ethernet evolution through four generations

표준 이더넷 (계속) 표준 이더넷 MAC 부계층 접속방법 : CSMA/CD 10Mbps로 동작 매체는 모든 지국들 사이에서 서로 공유 MAC 부계층 접속 방식의 동작을 관장 상위 계층으로 부터 수신한 데이터를 프레임으로 만들고 부호화를 위한 PLS(Physical Layer Signaling) 부계층으로 전달 접속방법 : CSMA/CD

표준 이더넷 (계속) 802.3 MAC frame

표준 이더넷 (계속) 프레임 802.3 MAC 프레임 7개의 필드로 구성 확인응답을 제공하지 않으므로 신뢰성이 없음 확인 응답은 상위계층에서 구현 802.3 MAC 프레임

표준 이더넷 (계속) 프레임 형식 프리엠블(Preamble) – alert, timing, start synchronization 시작 프레임 지시기(SFD ; Start frame delimiter)-프레임시작 목적지 주소(DA ; Destination address) 발신지 주소(SA ; Source address) PDU 길이/유형 데이터 CRC – 오류 발견정보, CRC-32

표준 이더넷 (계속) Minimum and maxium length 프레임길이 프레임의 최소와 최대길이가 제한 최소값 제한 : CSMA/CD의 정확한 동작을 위함

프레임 길이 : 최소 : 64바이트(512비트) 최대 : 1,518바이트(12,144비트) 표준 이더넷 (계속) 프레임 길이 : 최소 : 64바이트(512비트) 최대 : 1,518바이트(12,144비트) Frame length: Minimum: 64 bytes (512 bits) Maximum: 1518 bytes (12,144 bits)

표준 이더넷 (계속) Example of an Ethernet address in hexadecimal notation

표준 이더넷 (계속) Unicast and multicast addresses 유니 캐스트, 멀티 캐스트, 브로드 캐스트 목적지 주소는 멀티캐스트(multicast), 브로드캐스트(broadcast)

표준 이더넷 (계속) 만약 목적지 주소에 있는 첫 번째 바이트의 마지막 비트(LSB)가 0이라면 이는 유니캐스트 주소를 의미하고 1이라면 멀티캐스트 주소를 의미한다. The least significant bit of the first byte defines the type of address. If the bit is 0, the address is unicast; otherwise, it is multicast.

목적지 브로드캐스트 주소는 전체 비트가 1인 멀티캐스트의 특별한 경우이다. 표준 이더넷 (계속) 목적지 브로드캐스트 주소는 전체 비트가 1인 멀티캐스트의 특별한 경우이다. The broadcast destination address is a special case of the multicast address in which all bits are 1s.

Example 13.1 아래의 목적지 주소의 형태를 정의하라. a. 4A:30:10:21:10:1A b. 47:20:1B:2E:08:EE c. FF:FF:FF:FF:FF:FF Solution 주소의 형태를 찾기 위해 왼쪽으로부터 두 번째 16진수 자릿수를 주목할 필요가 있다. 만약 그 주소가 짝수이면 유니캐스트 주소이고 그 주소가 홀수이면 멀티캐스트 주소이다. 그리고 모든 자릿수가 F이면, 이 주소는 브로드캐스트이다. 따라서 풀이는 아래와 같다. a. 값 A를 2진수로 풀면 1010(짝수)이므로 이 주소는 유니캐스트이다. b. 값 7을 2진수로 풀면 0111(홀수)이므로 이 주소는 멀티캐스트이다. c. 모든 자릿수가 F이므로 이 주소는 브로드캐스트이다.

Example 13.2 주소 47:20:1B:2E:08:EE는 온라인에서 어떻게 전송되는지 보여라. Solution 주소는 왼쪽에서 오른쪽으로, 바이트 별로 전송된다. 각 바이트에서는 아래에서 보는 바와 같이 오른쪽에서 왼쪽으로, 비트 별로 전송된다.

표준 이더넷 (계속) Category of Standard Ethernet

표준 이더넷 (계속) Encoding in a Standard Ethernet implementation

표준 이더넷 (계속) 10Base5 implementation

표준 이더넷 (계속) 10Base2 implementation

표준 이더넷 (계속) 10Base-T implementation

표준 이더넷 (계속) 10Base-F implementation

표준 이더넷 (계속) Summary of Standard Ethernet implementations

13.3 CHANGES IN THE STANDARD 10 Mbps 표준 이더넷은 몇몇 변화를 통해서 더 높은 전송율을 가지게 되었다. 이러한 변화는 실제 다른 높은 데이터율의 LAN과 호환성을 가질 수 있도록 이더넷의 급격한 발전을 가져왔다. 우리는 이 절에서 이러한 변화들에 대해 논의한다. Topics discussed in this section: Bridged Ethernet Switched Ethernet Full-Duplex Ethernet

표준 변경 (계속) Sharing bandwidth 브리지형 이더넷 이더넷 발전의 첫번째 단계 브리지들은 대역폭의 증가와 충돌 영역의 분리

표준 변경 (계속) A network with and without a bridge

표준 변경 (계속) Collision domains in an unbridged network and a bridged network

표준 변경 (계속) Switched Ethernet

표준 변경 (계속) Full-duplex switched Ethernet

Topics discussed in this section: 13.4 FAST ETHERNET 고속 이더넷 프로토콜은 FDDI나 광섬유채널(때로 Fibre 채널이라 사용됨)과 같은 LAN 프로토콜과의 호환성을 위해 설계되었다. IEEE는 802.3u라는 이름으로 고속 이더넷을 제작하였다. 고속 이더넷은 전통적인 이더넷과 하위 호환성을 가지지만, 10배 더 빠른 100 Mbps의 데이터율로 전송한다. Topics discussed in this section: MAC Sublayer Physical Layer

고속 이더넷 (계속) Fast Ethernet topology

고속 이더넷 (계속) Fast Ethernet implementations

고속 이더넷 (계속) Encoding for Fast Ethernet implementation

고속 이더넷 (계속) Summary of Fast Ethernet implementations

Topics discussed in this section: 13.5 GIGABIT ETHERNET 매우 높은 데이터율의 요구에 대한 결과로써 기가비트 이더넷 프로토콜(1000 Mbps)이 설계되었다. IEEE위원회에서는 802.3z 표준으로 부른다. Topics discussed in this section: MAC Sublayer Physical Layer Ten-Gigabit Ethernet

기가비트 이더넷의 전이중 모드에서 충돌은 없다. 케이블의 최대 길이는 케이블의 신호감쇠에 의해서 결정된다. 기가비트 이더넷 (계속) 기가비트 이더넷의 전이중 모드에서 충돌은 없다. 케이블의 최대 길이는 케이블의 신호감쇠에 의해서 결정된다. In the full-duplex mode of Gigabit Ethernet, there is no collision; the maximum length of the cable is determined by the signal attenuation in the cable.

기가비트 이더넷 (계속) Topologies of Gigabit Ethernet

기가비트 이더넷 (계속) Gigabit Ethernet implementations

기가비트 이더넷 (계속) Encoding in Gigabit Ethernet implementations

기가비트 이더넷 (계속) Summary of Gigabit Ethernet implementations

기가비트 이더넷 (계속) Summary of Ten-Gigabit Ethernet implementations

13.6 요약 Q & A

Report 연습 문제 풀이 다음주 이 시간까지