컴퓨터 네트워크 2

컴퓨터 네트워크 2

컴퓨터 네트워크란?

안녕하세요! 저번에 이어서 이번에는 컴퓨터 네트워크의 물리 계층과 데이터 링크 계층, 그리고 이더넷에 대해 자세히 알아보려고 해요. 어렵게 느껴질 수 있지만, 하나씩 차근차근 살펴보면 금방 익숙해질 수 있어요. 함께 시작해볼까요?

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이더넷 표준이란?

우리가 흔히 사용하는 LAN 환경, 특히 유선 네트워크에서는 대부분 이더넷(Ethernet) 기술을 사용하고 있어요.

두 대의 컴퓨터를 케이블로 연결한다고 생각해볼게요. 단순히 선만 연결한다고 되는 게 아니라, 데이터를 어떻게 주고받을지 약속된 규칙이 필요해요. 이걸 정해주는 게 바로 이더넷이에요.

이더넷이란?

• 통신 매체의 규격
• 데이터를 담는 형식(프레임)
• 송수신 방식 이 세 가지를 모두 정해 놓은 네트워크 표준이에요. 덕분에 서로 다른 제조사의 장비들도 호환성 있게 통신할 수 있죠.

이더넷 표기 형식 예시

표기 형식: 속도 + BASE + 특성

예:

• 100BASE-T → 100Mbps, 트위스티드 페어 케이블
• 10GBASE-LR4 → 10Gbps, 장거리 광케이블, 4레인
• 1000BASE-CX → 인코딩 방식 포함
• 1000BASE-2 → 최대 거리 기반 표기
  
  

각 특성별 의미

• T: 트위스티드 페어 케이블
• C: 동축 케이블
• S: 단파장 광섬유
• L: 장파장 광섬유
• 2: 전송 거리 명시
• CX: 인코딩 방식
• LR4: 전송로 수 (4레인)

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이더넷 프레임이란?

데이터가 네트워크를 통해 오가려면 정해진 구조가 필요해요. 이걸 프레임이라고 해요. 프레임은 각종 정보와 함께 데이터를 감싸는 역할을 해요. 이걸 캡슐화라고 부르죠.

이더넷 프레임 구조

1. 프리앰블 (8바이트)
   • 시작을 알리는 신호
   • 10101010 (7바이트) + 10101011 (1바이트)
   • 송수신기 동기화 역할
2. 수신지 MAC / 송신지 MAC (각 6바이트)
   • 네트워크 인터페이스마다 고유한 주소
   • 일반적으로 변경하지 않지만, 변경 가능한 경우도 있음
3. 타입/길이 (2바이트)
   • 1500 이하: 프레임 길이
   • 1536 이상: 프로토콜 타입 (예: 0x0800 → IPv4, 0x0806 → ARP)
4. 데이터 (46~1500바이트)
   • 실제로 전달하고 싶은 내용
   • 46바이트 미만일 경우 **패딩(padding)**으로 채워짐
5. FCS (4바이트)
   • 오류 검출용 CRC(Cyclic Redundancy Check) 값
   • 수신자가 다시 계산하여 비교, 오류 시 폐기

면접 팁: 패딩의 이유, CRC 방식 간단히 설명 가능해야 함

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NIC와 케이블

NIC는 Network Interface Controller의 줄임말로, 우리가 흔히 말하는 랜카드예요. 네트워크 신호와 컴퓨터가 이해하는 데이터 간 변환을 담당하죠.

• 요즘은 대부분 마더보드에 내장되어 있어요.
• NIC에는 고유의 MAC 주소가 할당돼요.

케이블 종류

1. 트위스티드 페어 케이블
   • 구리선 두 가닥씩 꼬아서 만듦
   • 전기 신호 사용
   • 가장 대중적인 LAN 케이블
2. 광섬유 케이블
   • 빛(광신호) 사용
   • 머리카락처럼 가늘고, 노이즈 적음
   • 장거리 고속 통신에 적합

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허브(Hub)

허브는 여러 컴퓨터를 연결하는 장비예요. 하지만 허브는 똑똑하지 않아요. 데이터를 받으면 누가 받는지 상관없이 모두에게 뿌려요.

허브의 특징

• 반이중(Half Duplex): 한 번에 하나의 방향만 통신 가능
• 충돌(Collision) 발생 가능성 높음
• 모든 포트 = 하나의 콜리전 도메인

충돌 해결 방식: CSMA/CD

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

1. CS: 전송 전에 채널이 사용 중인지 감지
2. MA: 여러 호스트가 접근 가능
3. CD: 충돌 발생 시 잼 신호(jam signal) 전송
4. 대기 후 재전송: 일정 시간 무작위로 기다렸다가 다시 전송

면접 팁: 허브는 현재 잘 쓰이지 않음, 그러나 CSMA/CD 원리는 반드시 이해 필요

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스위치(Switch)

스위치는 허브와 달리 MAC 주소를 학습해서 필요한 포트에만 데이터를 보내는 똑똑한 장비예요.

MAC 주소 학습 과정

1. 초기에는 MAC 주소 테이블이 비어 있음
2. A → C로 프레임 보낼 때
   • 스위치는 A의 MAC 주소를 저장하고
   • 수신지 모르면 모든 포트로 브로드캐스트 (Flooding)
3. C가 응답하면 C의 MAC 주소도 등록
4. 이후부터는 정확한 포트로만 전달 (Filtering & Forwarding)
5. 일정 시간 프레임이 없으면 Aging으로 테이블에서 제거

스위치의 장점

• 전이중(Full Duplex) 지원 → 충돌 없음
• 각 포트는 개별 콜리전 도메인
• 네트워크 성능 향상

VLAN 기능

• VLAN(Virtual LAN): 하나의 물리 스위치를 논리적으로 여러 개로 분할
• 보안과 효율성 향상
• 브로드캐스트 도메인 분리 가능

면접 팁: VLAN은 실무에서도 자주 등장. 설정 방식이나 용도 물어볼 수 있음

과거 배운 내용을 바탕으로 면접 준비를 위해 바로 전 기억 상기를 위해 요약 정리해둔 내용입니다.
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