네트워크 - 유선 LAN과 무선 LAN

유선 LAN

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유선 LAN은 주로 이더넷으로 구축하며 전이중화 통신을 쓴다.

 

이더넷

이더넷은 가장 널리 사용되는 LAN 기술이며 IEEE802.3이라는 프로토콜에 따라 정의된다.

이더넷은 이해와 구현 및 유지 관리가 쉽고 저렴한 네트워크 구현이 가능하고 토폴로지 측면에서 유연성도 제공하기 때문에 폭넓게 사용되고 있다.

이더넷은 일반적으로 버스 토폴로지를 사용하고 있으며 OSI 모델에서 물리 계층과 데이터 링크 계층에서 작동한다.

주로 DLL을 다루므로 PDU는 프레임이다.

유선 네트워킹에서 이더넷을 자주 사용하는데 그 이유로 무선 네트워크보다 더 안전하고 간섭에 덜 민감하기 때문이다.

전이중화 통신

양쪽 장치가 동시에 송수신할 수 있는 방식을 말한다.

송신로와 수신로로 나눠서 데이터를 주고받으며 현대의 고속 이더넷은 이 방식을 기반으로 통신하고 있다.

CSMA/CD

이전에는 유선 LAN에 반이중화 통신 중 하나로 CSMA/CD 방식을 사용했다.

CSMA/CD는 데이터를 보낸 이후 충돌이 발생한다면 일정 시간 이후 재전송하는 방식을 말한다.

한 경로를 기반으로 데이터를 보내기 때문에 데이터를 보낼 때 충돌에 대해 대비해야 돼서 사용했던 방식이다.

CSMA/CD 동작 과정

1. 회선 상에 이미 다른 신호가 있는지 감지한다. (Carrier Sense)
2. 이미 회선이 사용중이면 잠시 기다린 후 1번을 반복한다.
3. 회선을 사용할 수 있게되면 즉시 데이터를 전송한다.
4. 만약 수신 컴퓨터가 응답이 없거나 다른 신호와 충돌이 발생하면 일정 시간 대기 후 다시 1번부터 실시한다.

무선 LAN

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무선LAN을 이루는 이더넷은 IEEE802.11이라는 프로토콜을 따르며 수신과 송신에 같은 채널을 사용하기 때문에 반이중화 통신을 사용한다.

무선 LAN의 예시로 Wi-Fi가 있는데 사용자가 스마트폰이나 노트북을 네트워크에 연결하는데 케이블이 필요하지 않고 유선 LAN보다 더 빠른 최대 데이터 전송 속도를 제공한다.

반이중화 통신

양쪽 장치는 서로 통신할 수 있지만, 동시에는 통신할 수 없으며 한 번에 한 방향만 통신할 수 있는 방식이다.

CSMA/CA

반이중화 통신 중 하나로 장치에서 데이터를 보내기 전에 캐리어 감지 등으로 사전에 가능한 한 충돌을 방지하는 방식을 사용한다.

CSMA/CA 과정

1. 데이터를 송신하기 전에 무선 매체를 살핀다.
2. 회선이 비어 있는지를 판단한다. (Carrier Sense)
3. IFS: 랜덤 값을 기반으로 정해진 시간만큼 기다리며, 만약 무선 매체가 사용 중이면 점차 그 간격을 늘려가며 기다린다.
4. 이후에 데이터를 송신한다.

무선 LAN 기술들

와이파이(Wi-Fi)

전자기기들이 무선 LAN 신호에 연결할 수 있게 하는 기술로 무선 접속 장치(AP, Access Point)를 통해서 연결한다.

무선 접속 장치를 흔히 공유기라고 하며 이를 통해 유선 LAN에 흐르는 신호를 무선 LAN 신호로 바꿔주어 신호가 닿는 범위 내에서 무선 인터넷을 사용할 수 있게 된다.

BSS(Basic Service Set)

기본 서비스 집합을 의미하며 동일 BSS 내에 있는 AP들과 장치들이 서로 통신이 가능한 구조를 말한다.

근거리 무선 통신을 제공하고, 하나의 AP만을 기반으로 구축이 되어 있어 사용자가 한 곳에서 다른 곳으로 자유롭게 이동이 가능하지만 네트워크에 접속하는 것은 불가능하다.

ESS(Extended Service Set)

하나 이상의 연결된 BSS 그룹을 의미한다.

장거리 무선 통신을 제공하며 BSS보다 더 많은 가용성과 이동성을 지원하고, 사용자는 한 장소에서 다른 장소로 이동하며 중단 없이 네트워크에 계속 연결할 수 있다.

 

참고 자료

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CS 전공 지식노트(주홍철)
geeksforgeeks: https://www.geeksforgeeks.org/what-is-ethernet/

What is Ethernet? - GeeksforGeeks