[데이터통신 - 6] 데이터링크 계층

데이터링크 계층

OSI 모델의 2계층인 데이터링크 계층을 알아보자. 데이터링크 계층은 네트워크 장비 간에 신호를 주고받는 규칙을 정하는 계층으로 랜에서 데이터를 정상적으로 주고받기 위해 필요하다. 데이터링크 계층에서 유명한 프로토콜로 이더넷이 있는데 거의 모든 랜이 이더넷 규칙을 따른다.

 

데이터링크 계층 핵심 기능 : 네트워크 장비 간의 오류제어, 흐름제어

이더넷 : 여러 단말장치를 연결시키는 기술, MAC 프로토콜로 CSMA-CD를 쓰는 버스 구조의 랜

이더넷 헤더

데이터링크 계층에서는 이더넷 헤더와 트레일러를 붙이는데 이더넷 헤더는 표준인 IEEE 802.3 프레임과 Ethernet II라 불리는 DIX 2.0으로 나뉜다. 실제로는 표준을 사용하지 않고 Ethernet II 이더넷 프레임 포맷을 사용한다. 이더넷 헤더와 트레일러를 붙인 데이터를 프레임 혹은 이더넷 프레임이라 한다.

Ethernet II 이더넷 프레임

• Preamble (물리 계층의 헤더) : 송신자와 수신자의 동기화를 위해 사용
• Destination Address, Source Address : 출발지, 목적지의 MAC 주소를 담고있다. MAC 주소는 48비트로 앞의 24비트는 제조사번호, 뒤의 24비트는 제조사가 붙인 일련번호이다.

MAC 주소

• Type : 상위 계층 프로토콜을 식별하는 16진수 번호 (0800 - IPv4, 0806 - ARP, 86DD - IPv6, ···)
• Data : 상위 계층의 데이터, 최소값은 46바이트 최대값은 1500바이트이다. 46바이트가 안되면 padding을 한다. 따라서 이더넷 프레임의 최소 사이즈는 18(헤더,트레일러) + 46(data) = 64바이트이며 최대 사이즈는 1518바이트이다.
• FCS : 오류제어를 위한 필드, 수신된 전체 프레임에서 손상된 데이터를 감지할 수 있는 CRC를 의미한다. 

이더넷 동작

이더넷에 있는 A노드가 C노드에 데이터를 전달하면 다음과 같이 동작한다. 프레임의 목적지 MAC주소를 보고 자신의 MAC 주소와 같으면 프레임을 수신하며 아니면 무시한다.

이더넷 동작