🌍 이더넷 ( 연결 매체, 프레임 )

📢 이더넷 (Ethernet)

• 현대 LAN, 특히 유선 LAN 환경에서 가장 대중적으로 사용되는 기술
• 다양한 통신 매체의 규격, 송수신되는 프레임의 형태, 프레임을 주고받는 방법 등이 정의된 기술
  • 물리 계층과 데이터 링크 계층이 밀접하게 연관된 이유!

✅ 유선 LAN 환경은 대부분 이더넷을 기반으로 구성

• 물리 계층에서는 사용되는 케이블? 이더넷 규격을 따름
• 데이터 링크 계층에서 주고받는 프레임? 이더넷 프레임의 형식을 따름

✅ 국제 표준으로써의 이더넷

• 모두 특정 이더넷을 표준을 이해하고, 따른다고 봐도 무방함.
• 이더넷은 IEEE 802.3이란 이름으로 국제 표준이 됨
• IEEE 802.3 == 이더넷 관련 다양한 표준의 모음
• “이더넷 표준에 따라 지원되는 네트워크 장비, 통신 매체의 종류, 전송 속도 등이 달라짐”

✅ 이더넷 표준에 따라 통신 매체의 종류, 속도가 달라진다?

✅ 전송 속도

• 숫자만 표기되어 있으면 Mbps 속도
• 숫자 뒤에 G가 붙는 경우 Gbps 속도

(100Base-T 케이블은 100Mbps 속도 지원, 10GBASE-T는 10Gbps 속도 지원)

전송 속도 표기 의미

10	10Mbps
100	100Mbps
1000	1000Mbps(1Gbps)
2.5G	2.5Gbps
5G	5Gbps
10G	10Gbps
40G	40Gbps
100G	100Gbps

✅ BASE

• BASE는 베이스 밴드의 약자로, 변조 타입을 의미
• 변조 타입 - 비트 신호로 변환된 데이터를 통신 매체로 전송하는 방법

🛫 고속 이더넷 & 기가비트 이더넷

이더넷은 지금도 계속 발전하는 중

• 고속 이더넷
  • 100Mbps 가량 속도를 지원하는 표준
• 기가비트 이더넷
  • 1Gbps 가량 속도를 내는 이더넷 표준
• 10기가 비트 이더넷
  • 10Gbps 가량 속도를 내는 이더넷 표

🛑 통신 매체

종류

추가 특성 표기(통신 매체의 종류) 케이블 종류

C	동축 케이블
T	트위스티드 페어 케이블
S	단파장 광섬유 케이블
L	장파장 광섬유 케이블

📏 이더넷 프레임

1️⃣ (데이터 링크 계층) 이더넷 네트워크에서 주고 받는 프레임

• 캡슐화를 거쳐 송신됨 : 상위 계층 정보 + 헤더 + 트레일러
  • 헤더 - 프리앰블, 수신지 MAC 주소, 송신지 MAC 주소, 타입/길이
  • 페이로드 - 데이터
  • 트레일러 - FCS
• 역캡슐화를 거쳐 수신됨
  • 헤더, 트레일러 제거 후 상위 계층으로 올려보냄

✅ 프리앰블(preamble)

• 이더넷 프레임의 시작을 알리는 8바이트(64비트) 크기의 정보
• 첫 7바이트는 10101010 값을 가지고, 마지막 바이트는 10101011 값을 가짐
• 송수신지 간의 동기화를 위해 사용되는 정보

✅ 수신지 MAC주소와 송신지 MAC주소

• ‘물리적 주소’라고도 불림
• 일반적으로 고유하고, 일반적으로 변경되지 않는 주소
• MAC주소는 네트워크 인터페이스마다 부여되는 6바이트(48비트) 길이의 주소
  • LAN내 송/수신지 특정
  • 일반적으로 NIC(Network Interface Controller) 장치가 네트워크 인터페이스 역할을 담당
  • 한 컴퓨터에 MAC주소도 여러 개 있을 수 있음.
  • cmd → ipconfig/all 하면 확인 ⭕

✅ 타입/길이

• 타입 혹은 길이 명시
• 필드에 명시된 크기가 1500(16진수 05DC) 이하일 경우 : 이 필드는 프레임의 크기(길이)
• 필드에 명시된 크기가 1536(16진수 0600) 이상일 경우 : 이 필드는 타입
• 타입이란?
  • 이더타입(ethertype)이라고도 함.
  • ‘어떤 정보를 캡슐화 했는지’를 나타내는 정보
  • 대표적으로 상위 계층에서 사용된 프로토콜이 명시

타입 프로토콜

0800	IPv4
86DD	IPv6
0806	ARP

✅ 데이터

• 페이로드, 상위 계층에서 전달받거나 전달해야 할 내용
• 최대, 최소 크기 : 1500바이트, 46바이트
  • 46바이트보다 작다면 크기 맞추기 용 데이터인 패딩이 채워짐 ( 보통 0으로 채워짐 )

✅ FCS(Frame Check Sequence)

• 오류 검출용 정보 : FCS는 수신한 이더넷 프레임에 오류가 있는지 확인하기 위한 필드
  • 이 필드에는 CRC(Cyclic Redundancy Check)라는 오류 검출용 값이 명시됨.