Chap 02. 물리 계층과 데이터 링크 계층

 

Q1 : 물리 계층과 데이터 링크 계층이 서로 밀접하게 연관되어 있는 이유는
공통적으로 어떤 기술을 사용해서인가?

 

A : 이더넷(Ethernet)

 

 

Q2 : 이더넷(Ethernet)의 정의를 말하여라.

 

A : 다양한 통신 매체의 규격들과 송수신되는 프레임의 형태와 프레임을 주고받는 방법 등이 정의된 네트워크 기술

 

 

Q3 : 각기 다른 제조사의 컴퓨터가 네트워크 장비를 달리 사용하여도 약속한 듯 통일된 형태로 동작한다.
그 이유는 통신 매체를 비롯한 네트워크 장비들이 이것을 준수하기 때문이다. 이것은 무엇이며,
국제조직이 이와 관련된 기술을 어떤 명칭으로 표준화 하였는가?

 

A : 이더넷 표준, IEEE 802.3

 

 

Q4 : 이더넷 표준에 따라 통신 매체의 종류와 전송 속도는 달라질 수 있다.
이에 통신 매체 표기 형태가 다른데, 어떤 형태로 표기되는가?

 

A : 전송속도 BASE - 추가특성

 

 

Q5 : 통신 매체 표기 형태에 사용하는 BASE의 의미는 무엇인가?

 

A : BASEband의 약자로, 변조 타입(modulation type)을 의미한다.
     변조 타입이란, 비트 신호로 변환된 데이터를 통신 매체로 전송하는 방법이며
     일반적인 LAN 환경에서는 특별한 경우가 아니라면 대부분 디지털 신호를 송수신하는 베이스밴드 방식을 사용한다.
     (대부분의 이더넷 통신 매체는 BASE를 사용한다고 기억해도 좋다.)

 

 

Q6 : '전송속도 BASE - 추가특성' 에서 추가특성에 C,T, S, L 이라는 글자가 있다면
각각 무엇을 의미하는가?

 

A : C - 동축 케이블
     T - 트위스티드 페어 케이블
     S - 단파장 광섬유 케이블
     L - 장파장 광섬유 케이블

 

 

Q7 : 이것은 어떤 케이블인가?

 

A : 동축 케이블

 

 

Q8 : 이것은 어떤 케이블인가?

 

A : 트위스티드 페어 케이블

 

 

Q9 : 이것은 어떤 케이블인가?

 

A : 광섬유 케이블

 

 

Q10 : 이더넷 프레임(ethernet frame) 이란 무엇인가?

 

A : 호스트가 데이터 링크 계층에서 주고받는 이더넷 기반의 프레임 형식

 

 

Q11 : 이더넷 프레임의 헤더, 페이로드, 트레일러의 구성을 그려보아라. 

 

A : 

 

 

Q12 : 이더넷 프레임의 시작을 알리는 8바이트 크기의 정보이며,
송수신지 간의 동기화를 위해 사용되는 정보를 무엇이라고 하는가?

 

A : 프리앰블(preamble)

 

 

Q13 : '물리적 주소' 라고도 불리는 MAC 주소의 두 가지 특징을 말하여라.

 

A : 1. 네트워크 인터페이스마다 부여되는 6바이트 길이의 주소이다.
     2. LAN 내의 수신지와 송신지를 특정할 수 있다.

 

 

Q14 : 윈도우 CMD와 리눅스 커널 창에 MAC 주소를 확인하는 명령어는 무엇인가?
(직접 명령어를 치고 MAC 주소를 확인해보아라)

 

A : 윈도우 CMD - getmac /v
     리눅스 커널 - ifconfig /all

 

 

Q15 : 이더넷 프레임 중 '타입/길이' 필드에는 타입 또는 길이가 올 수 있다.
여기서의 타입이란 무엇인가?

 

A : 이더넷 프레임이 '어떤 정보를 캡슐화했는지'를 나타내는 정보이며,

     이더타입(EtherType) 이라고도 부른다.

 

 

Q16 : 이더넷 프레임에 들어가는 데이터는 어떤 것인지 설명하라. 

 

A : - 상위 계층에서 전달받거나 상위 계층으로 전달해야 할 내용
     - 네트워크 계층의 데이터와 헤더를 합친 PDU가 이곳에 포함된다.
     - 최대 크기 1500byte로, 반드시 일정 크기(46byte 이상)이여야 한다.

     - 일정 크기 이하의 데이터라면 크기를 맞추기 위해 패딩(padding)이라는 정보가 내부에 채워진다.
       (즉, 46byte 이상이 될 때까지 0으로 채워짐)

 

 

Q17 : 이더넷 프레임에 들어가는 FCS는 어떤 일을 하는 필드인가?

 

A : FCS(Frame Check Sequence)는 수신한 이더넷 프레임에 오류가 있는지 확인하는 필드이다.

 

 

Q18 : FCS 필드에서 '순환 중복 검사' 라고 불리는 오류 검출용 값을 무엇이라고 하는가?

 

A : CRC(Cyclic Redundancy Check)

 

 

Q19 : NIC는 무엇인가?

 

A : NIC(Network Interface Controller)는 호스트와 통신 매체를 연결하고,
     이를 통해 전달되는 신호와 컴퓨터가 이해할 수 있는 정보 간에 변환을 이루어주는 네트워크 장비이다.
     (MAC 주소가 부여되는 곳이다.)

 

 

Q20 : 물리 계층과 데이터 링크 계층의 차이점을 말하여라.

 

A : 물리 계층에는 주소 개념이 없다 - 데이터 링크 계층에는 주소 개념이 있다. (MAC 주소)
     물리 계층의 네트워크 장비는 송수신되는 정보에 대한 어떠한 조작이나 판단을 하지 않는다.
     데이터 링크 계층의 장비나 그 이상의 계층 장비들은 송수신지를 특정할 수 있고, 주소를 바탕으로
     송수신되는 정보에 대한 조작과 판단을 할 수 있다.

 

 

Q21 : 물리 계층에 속하는 장비인, 허브(hub)란 무엇인가?

 

A : 여러 대의 호스트를 연결할 수 있는 물리 계층의 장비로,
     전달받은 신호를 제외한 모든 포트로 그대로 내보내며 반이중 모드로 통신한다.

 

 

Q22 : 반이중(half duplex) 모드와 전이중(full duplex) 모드에 대한 각각의 정의를 말하여라. 

 

A : 반이중 모드 - 한 번에 한 방향으로만 전송할 수 있는 통신 방식 (동시 송수신 불가)
     전이중 모드 - 송수신을 동시에 양방향으로 할 수 있는 통신 방식

 

 

Q23 : 반이중 이더넷 네트워크에서 충돌을 방지하는 대표적인 프로토콜은?

 

A : CSMA/CD

 

 

Q24 : 데이터 링크 계층 장비인, 스위치(switch)란 무엇인가? 

 

A : 콜리전 도메인을 포트별로 나누어주며, 전이중 모드 통신을 지원하는 데이터 링크 계층의
     네트워크 장비(2계층에서 사용한다고 하여 L2 스위치 라고도 부름)

 

 

Q25 : 스위치의 특징은 무엇인가?

 

A : - MAC 주소를 학습해 특정 MAC 주소를 가진 호스트에만 프레임을 전달할 수 있다.

     - 전이중 모드의 통신을 지원한다.
     - 포트별로 콜리전 도메인이 나뉘어, CSMA/CD 프로토콜이 필요하지 않다.

 

 

Q26 : 스위치는 MAC 주소 테이블을 통해 MAC 주소를 학습하여 원하는 포트로 패킷은 000하고,
원치 않은 포트는 ㅁㅁㅁ할 수 있다. 빈칸에 들어갈 각각의 말은 무엇인가? 

 

A : 000 -> 포워딩
     ㅁㅁㅁ -> 필터링

 

 

Q27 : VLAN에 대해 설명해보아라.

 

A : Virtual LAN의 줄임말로, 한 대의 가상 LAN을 만드는 방법이다.
     스위치에 연결된 호스트 중에서도 서로 메시지를 주고받을 일이 적거나
     브로드캐스트 메시지를 받을 필요가 없어서 굳이 같은 네트워크(LAN)에 속할 필요가 없는 호스트가 있을 수 있다.
     이들을 분리하고자 할 때 구성하는 것이 VLAN이다.
     (예를 들어, 개발부와 총무부가 같은 스위치를 사용하더라도
     VLAN으로 각각 나누어 '개발부의 공지사항'을 굳이 총무부가 받지 않도록 하는 것)