1 목포해양대해양컴퓨터공학과 5 장. MAC 계층 컴퓨터네트워크
2 목포해양대해양컴퓨터공학과 LLC 계층과 MAC 계층 LAN 환경에서데이터링크계층을 LLC 계층과 MAC 계층으로나누어처리 LLC(Logical Link Control) 데이터링크계층의기본기능 WAN 의데이터링크계층과거의유사 LAN 특성에따라부분적인차이가있을수있음 MAC(Medium Access Control) 물리적선로의특징과매체간의연결방식에따른제어 이더넷, 토큰링, 토큰버스
3 목포해양대해양컴퓨터공학과 1. IEEE 802 시리즈 컴퓨터네트워크
4 목포해양대해양컴퓨터공학과 IEEE 802 시리즈 IEEE(www.ieee.org) 에서 LAN 표준안연구결과를 802 시리즈로발표 802.1 관련표준안전체소개 인터페이스프리미티브정의 802.2 LLC 프로토콜정의 802.3 ~ 물리계층과 MAC 계층
5 목포해양대해양컴퓨터공학과 MAC 소개 (1) 다중접근채널 (Multiple Access Channel) 방식을이용하여공유매체에프레임을전송하는방식에서는충돌발생가능성존재 해결방안 충돌허용후후속조치 이더넷 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 충돌감지후재전송 매체길이가길어질수록프레임전송지연증가, 충돌발생가능성증가 충돌을원천적으로차단 타임슬롯 (time slot) 배정
6 목포해양대해양컴퓨터공학과 MAC 소개 (2) 토큰버스 물리적으로는버스구조이나논리적으로는링구조 토큰 (token) 이라고부르는제어프레임사용 토큰링 순환구조의전송매체 대기모드와전송모드로동작
7 목포해양대해양컴퓨터공학과 IEEE 802 워킹그룹개요 (1) IEEE 802.1 담당업무 802 LAN/MAN 아키텍처 802 LAN, MAN, WAN 사이의네트워킹 802 연결보안 802 전체네트워크관리 MAC & LLC 계층위의프로토콜계층 802.1D ( 신장트리프로토콜 ) 802.1Q (VLAN: 가상근거리통신망 ) 802.1aq ( 최단경로브리징 ) IEEE 802.2 ( 활동안함 ) 논리링크제어정의 IEEE 802.3 이더넷 IEEE 802.4 ( 해산 ) 토큰버스 IEEE 802.5 ( 활동안함 ) 토큰링 IEEE 802.6 ( 해산 ) MAN 표준 기존의 FDDI 표준개선 IEEE 802.7 ( 해산 ) IEEE 802.8 ( 해산 ) 광섬유기술권고그룹 (Fiber Optic Technical Advisory Group) IEEE 802.9 ( 해산 ) 카테고리 3 의 TP(Twisted Pair) 상에서음성, 데이터전송 이소이더넷 (isoethernet) IEEE 802.10 ( 해산 ) LAN, MAN 에서사용할수있는보안기능 (2004 년철회 )
8 목포해양대해양컴퓨터공학과 IEEE 802 워킹그룹개요 (2) IEEE 802.11 Wireless LAN(WLAN) & Mesh(Wi-Fi certification) IEEE 802.12 ( 해산 ) 100BaseVG category 3 UTP wires (known as Voice Grade) 에서 100Mbits/s 구현 100VG-AnyLAN (Ethernet, Token ring) IEEE 802.13 ( 미사용 ) Fast Ethernet 개발용도로예약 IEEE 802.14 ( 해산 ) Cable modems IEEE 802.15 Wireless PAN IEEE 802.15.1 Bluetooth certification IEEE 802.15.2 IEEE 802.15 and IEEE 802.11 coexistence IEEE 802.15.3 High-Rate wireless PAN (e.g., UWB, etc.) IEEE 802.15.4 Low-Rate wireless PAN (e.g., ZigBee, WirelessHART, MiWi, etc.) IEEE 802.15.5 Mesh networking for WPAN IEEE 802.15.6 Body area network
9 목포해양대해양컴퓨터공학과 IEEE 802 워킹그룹개요 (3) IEEE 802.16 Broadband Wireless Access (WiMAX certification) IEEE 802.16.1 Local Multipoint Distribution Service IEEE 802.17 Resilient packet ring IEEE 802.18 Radio Regulatory TAG IEEE 802.19 Coexistence TAG IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access IEEE 802.21 Media Independent Handoff IEEE 802.22 Wireless Regional Area Network IEEE 802.23 Emergency Services Working Group IEEE 802.24 Smart Grid TAG IEEE 802.25 ( 비준전 ) Omni-Range Area Network TAG(Technical Advisory Group) 과제 현재활동중인 IEEE 802.x 중하나선정하여조사하여요약발표 802.3, 802.11, 802.15, 802.15.x, 802.16, 802.16.1, 802.17 ~ 802.25
2. 이더넷 컴퓨터네트워크 10
IEEE 802.3 1-persistent CSMA/CD 방식의 LAN 환경을규정 1-persistent CSMA 프레임을전송하기전에채널 ( 공유버스 ) 사용여부를확인 Carrier Sense 채널이사용중이면유휴상태가될때까지대기 이후, 채널이유휴상태가되면확률 1 의조건으로프레임을전송 둘이상의호스트에서동시에유휴상태로판단하면충돌발생 Multiple Access 충돌이발생하면임의의시간동안대기한후처음부터다시시작 CD(Collision Detection) 둘이상의호스트에서채널이유휴상태라고판단할수있음 이런경우프레임전송과정에서충돌이발생 따라서충돌감지기능이필수적으로요구됨 충돌이감지되면진행중인프레임의전송을중지 11
다른 CSMA 방식 Non-persistent CSMA 프레임을전송하기전에채널사용여부를확인 채널이사용중이면더이상유휴상태를확인하지않음 대신임의의시간동간대기후다시채널감지를시작 1-persistent 방식보다충돌확률을줄일수있음 P-persistent CSMA 슬롯채널방식에서주로사용 프레임을전송하기전에채널사용여부를확인 채널이사용중이면다음슬롯까지대기후다시채널감지를시작 채널이유휴상태면 p 의확률로프레임을전송 12
프레임 (1) MAC 프레임 = MAC 헤더 (header) + LLC 프레임 + MAC 트레일러 (trailer) LLC 프레임 : LLC 계층이 MAC 계층에게전송하도록요청한데이터 이더넷프레임구조 MAC 헤더 : Preamble 수신호스트가송신호스트의클록동기를맞추는용도 Start Delimiter 프레임의시작위치구분 Destination Address 수신호스트의 MAC 주소 Source Address 송신호스트의 MAC 주소 Length Data 필드에포함된가변길이의전송데이터크기 LLC 프레임 DATA LLC 트레일러 Pad Checksum 데이터변형오류를감지 13
프레임 (2) LLC 프레임과의관계 14
연결방식 고전적인연결방식 트랜시버 (Transceiver) 리피터 (Repeater) 개선방향 허브와스위치 허브 (hub, dummy hub) 스위칭허브 (switching hub) 15
허브와스위치 허브 각호스트는외형상스타형구조로허브에연결. 내부적인동작원리는공유버스방식을사용. 스위치허브 스위치기능 모든호스트에게프레임을전송하지않음 목적지로지정된호스트에게만프레임전송 따라서동시에여러호스트가데이터를전송할수있음 장점 스위치허브의용량이허용되면각각의호스트는할당된 LAN 용량을모두사용함 일반허브를스위치허브로교체하는과정이간단함 16
3. 토큰버스 컴퓨터네트워크 17
토큰버스의프레임구조 (1) MAC 헤더 Preamble 수신호스트가송신호스트의클록동기를맞추는용도 Start Delimiter 프레임의시작위치구분 Frame Control 데이터프레임과제어프레임을구분 Destination Address 수신호스트의 MAC 주소 Source Address 송신호스트의 MAC 주소 LLC 프레임 DATA LLC 트레일러 Checksum 데이터변형오류를감지 End Delimiter 프레임의끝위치구분 18
토큰버스의프레임구조 (2) Frame Control 토큰프레임 TT = 00 CCCCCC = 001000 데이터프레임 TT = 01 Control Frames Frame control field Name Meaning 00000000 Claim_token Claim token during ring initialization 00000001 Solicit_successor_1 Allow stations to enter the ring 00000010 Solicit_successor_2 Allow stations to enter the ring 00000011 Who_follows Recover from lost token 00000100 Resolve_contention Used when multiple stations want to enter the ring 19 00001000 Token Pass the token 00001100 Set_successor Allow stations to leave the ring
토큰버스의프레임캡슐화 20
4. 토큰링 컴퓨터네트워크 21
토큰링의프레임구조 (1) 토큰프레임 SD, AC, ED 의세필드로구성 데이터프레임 22
토큰링의프레임구조 (2) 필드의의미 Start Delimiter/End Delimiter 프레임의시작과끝을구분하는역할 Access Control T 비트 : 토큰프레임 (T=0) 과일반프레임 (T=1) 을구분 M 비트 : 모니터호스트가사용 모니터호스트를지날때 M=1로지정 M=1인상태로모니터호스트를지나가면송신호스트의회수기능오류로간주 23
토큰링의프레임구조 (3) 필드의의미 ( 계속 ) Frame Control 제어용 MAC 프레임 : TT = 00 LLC 프레임 : TT = 01 Frame Status 프레임의수신호스트가송신호스트에게응답하는기능을제공 A 비트 : 수신호스트가접근 (Access) 했다는표시로 1 지정 C 비트 : 수신호스트가자신의내부버퍼에보관했다는표시로 1 지정 A, C 모두한쌍으로이루어져신뢰성을담보 24
토큰링의모니터기능 모니터호스트 링에연결된호스트중에서특별임무를부여받은관리호스트 토큰생성기능 토큰을보유한호스트의고장등의원인에의한토큰분실 모니터호스트가이를감지하여토큰을재생성 데이터의무한순환방지 송신호스트가전송데이터를회수하지않는오류 전송데이터를회수한후토큰을만들어줌 25
토큰링의프레임캡슐화 26