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Objectives

• 유선 이더넷에 대한 이해

• 무선 LAN에 대한 이해

• 연결장치 소개

Chapter 3

기반 기술

2

목 차

• 유선 근거리 통신망

• 무선 LAN

• 연결 장치

3

근거리 통신망 (LAN)

3.1

4

3.1 근거리 통신망(LAN)

아파트, 빌딩 또는 캠퍼스와 같은 제한된 지역의 독립적인 장치들이 서로 통신할 수 있게 하는 데이터 통신 시스템

유선 LAN : 이더넷

전통적인 이더넷(10Mbps)

고속 이더넷(100Mbps)

기가비트 이더넷(1000Mbps)

무선(Wireless) LAN : IEEE 802.11

5

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

IEEE 표준

6

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

IEEE 표준 (계속)

프로젝트 802 위원회

데이터 링크층

논리링크 제어(LLC: Logical Link Control)

매체 접근 제어(MAC: Medium Access Control)

물리층

사용된 물리적 매체의 구현 방법과 형태에 의존

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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

이더넷 프레임

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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

프레임 필드

Preamble : 수신측에 프레임 도착 통지, 시스템 동기 맞춤

Start frame delimiter : 프레임 시작을 알림(동기)

Destination address : 목적지 물리 주소

Source address : 발신지 물리 주소

Length / Type : 데이터 필드 길이 / 상위 계층 프로토콜

Data : 상위 계층으로부터 받은 데이터, 46 ~ 1,500바이트

Cyclic redundancy check : 오류 검출

9

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

프레임의 최소/최대 길이

최소값 제한: CSMA/CD의 정확한 동작을 위함

10

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

주소지정(Addressing)

모든 지국은 내부에 NIC(network interface card) 장착

6 바이트(48비트) 물리 주소 지국에 제공

유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 주소

multicast: 1unicast: 0

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3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

이더넷 발전

1976년 제록스사 Palo Alto 연구센터에서 처음 만듦

12

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

표준 이더넷

제록스사가 설계한 프로토콜

데이터 전송률: 10Mbps

접속형태 – 버스형

접근 방법: CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)

IEEE 802.3 표준

13

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

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

14

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

최소 프레임 길이

표준 이더넷에서 최대 전파 지연 (Tp): 25.6usec라면,

프레임 전송 시간 Tfr = 2 × Tp = 51.2 μs

이는 최악의 경우, 지국은 충돌을 탐지하기 위해 51.2 μs 동안 전송해야 한다는 것을 의미

프레임의 최소 길이는 10 Mbps × 51.2 μs = 512 bits 또는 64 bytes이다.

15

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

CDMA/CD 흐름도

16

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

표준 이더넷 구현

10BASE5 : thick Ethernet

10BASE2 : thin Ethernet

10BASE-T : 꼬임쌍선 Ethernet

10BASE-F : 광섬유 연결 Ethernet

17

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

표준 이더넷 구현 (계속)

18

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

고속 이더넷(Fast Ethernet)

데이터 전송률 : 100Mbps

표준 이더넷과 호환

같은 48비트 주소 사용

같은 프레임 형식 사용

MAC 부계층을 그대로 유지

전통적인 이더넷과의 호환성을 위해 CSMA/CD를 유지

19

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

고속 이더넷의 구현

20

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) 표준 802.3z

데이터 전송률: 1 G(1000M)bps

표준과 고속 이더넷과 호환

MAC 부계층

MAC 부계층을 변경없이그대로 사용

1Gbps의 속도로 전송할 때는 가능하지 않음

매체접속

CSMA/CD를 이용하는 반이중 양방향 : 오늘날 사용하지 않음

CSMA/CD가 불필요한 전이중 양방향

21

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

기가비트 이더넷의 구현

22

3.1 근거리 통신망(LAN) (계속)

10기가비트 이더넷

데이터 전송률을 10Gbps까지 업그레이드

표준, 고속, 기가비트 이더넷과 호환

기존 LAN을 WLAN과 상호연결 허용

프레임 중계와 ATM 기술과 호환

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3.2 무선 LAN

무선 LAN : IEEE 802.11

AP가 없는 BSS : 애드혹(Ad hoc) 구조

기본 서비스 집합(BSS : Basic Service Set)

무선 지국과 AP(Access Point)로 구성

확장 서비스 집합 ESS(Extended Service

Set)

AP를 가지고 있는 두개 이상의 BSS로 구성

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3.2 무선 LAN (계속)

BSS(Basic Service Set)

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3.2 무선 LAN (계속)

ESS(Extended Service Set)

26

3.2 무선 LAN (계속)

물리층

IEEE 802.11 : 비트를 신호로 변환하는 규격

무선 주파수 영역 규격

27

3.2 무선 LAN (계속)

IEEE 802.11 FHSS

2.40 ~ 2.48 GHz 대역

1 ~ 2 Mbps 데이터 전송률

Frequency hopping spread spectrum

28

3.2 무선 LAN (계속)

IEEE 802.11 DSSS

2.40 ~ 2.48 GHz 대역

1 ~ 2 Mbps 데이터 전송률

direct sequence spread spectrum

각 비트를 chip code로 바꾸어 전송

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3.2 무선 LAN (계속)

IEEE 802.11a OFDM

18Mbps 와 54Mbps 데이터 전송률

직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency-division

multiplexing)

5GHz 대역

IEEE 802.11b HR-DSSS

1, 2, 5.5, 11Mbps 데이터 전송률

2.40 ~ 2.48GHz 대역

고속(High-rate)

IEEE 802.11g OFDM

54Mbps 데이터 전송률

2.40 ~ 2.48GHz 대역

30

3.2 무선 LAN (계속)

MAC 부계층

분산 조정 기능(DCF:distributed coordination function)

포인트 조정 기능(PCF:point coordination function)

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3.2 무선 LAN (계속)

접속방법(Access Method)

CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision

Avoidance)

숨겨진 터미널 문제(Hidden Terminal Problem)

32

3.2 무선 LAN (계속)

RTS(request to send), CTS(clear to send)

이용

33

3.2 무선 LAN (계속)

MAC 계층 프레임

34

3.2 무선 LAN (계속)

프레임

프레임 제어(Frame Control:FC) – 프레임 종류, 제어

정보

기간(Duration:D) – 전송 기간

주소(Address) – 4 개의 6 바이트 주소

순서 제어(Sequence Control) – 순서 번호

프레임 몸체(Frame Body) – 0 ~ 2, 312 바이트 길이

FCS(Frame Check Sequence) – 오류 검출

35

3.2 무선 LAN (계속)

IEEE 802.11 주소

Table 3.1 Addresses in IEEE 802.11

36

연결 장치

3.3

37

3.3 연결 장치

LAN 또는 WAN을 연결하기 위해 연결장치

사용

연결장치는 여러 계층에서 동작

repeaters (또는 hubs)

bridges (또는 two-layer switches)

routers (또는 three-layer switches).

38

연결장치와 OSI 모델

3.3 연결 장치 (계속)

39

리피터(Repeater)

3.3 연결 장치 (계속)

Sent

Maintained

40

3.3 연결 장치 (계속)

A repeater forwards every packet; it has no

filtering capability.

Note:

41

3.3 연결 장치 (계속)

A bridge has a table used in filtering

decisions.

Note:

42

3.3 연결 장치 (계속)

브리지(Bridge)

71:2B:13:45:61:41 1

43

271:2B:13:45:61:4264:2B:13:45:61:1264:2B:13:45:61:13

Address Port

Bridge table

43

3.3 연결 장치 (계속)

A bridge does not change the physical

(MAC) addresses in a frame.

Note:

44

3.3 연결 장치 (계속)

학습 브리지

a. Original

Address Port

c. After D sends a frame to B

71:2B:13:45:61:41 1

464:2B:13:45:61:13

Address Port

d. After B sends a frame to A

71:2B:13:45:61:41 1

4

271:2B:13:45:61:42

64:2B:13:45:61:13

Address Port

e. After C sends a frame to D

71:2B:13:45:61:41 1

4

3

271:2B:13:45:61:42

64:2B:13:45:61:12

64:2B:13:45:61:13

Address Port

•M •M •M •M

45

3.3 연결 장치 (계속)

A router is a three-layer (physical, data

link, and network) device.

Note:

46

3.3 연결 장치 (계속)

A repeater or a bridge connects segments

of a LAN.

A router connects independent LANs or

WANs to create an internetwork (Internet).

Note:

47

3.3 연결 장치 (계속)

라우터(Router)

48

3.3 연결 장치 (계속)

A router changes the physical addresses in

a packet.

Note: