MAC 계층은 선로 전송의 물리적인 특성을 반영하므로 LAN의 종류에 따라 특성이 구분된다. LAN환경을 위한 MAC계층을 위한 종류가 다양한데, 공유 버스 방식을 지원하는 이더넷과 링 구조를 지원하는 토큰 링 방식이 대표적이다. 하여 이번에는 MAC 계층의 프로토콜들에 대해 알아본다.
(1) CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collsion Detection, 이더넷)
CSMA/CD 방식은 이더넷에서 주로 사용하는 네트워킹 방식이다. (CSMA/CD는 일반적으로 이더넷이라고도 불린다.)다중 접근 채널 방식을 이용하여 공유 매체에 프레임을 전송하는 방식에는 데이터 충돌 가능성이 항상 존재한다. 하여 이러한 충돌 문제를 해결하는 방식에는 크게 두가지가 존재한다. 첫번째는 충돌을 허용하고 충돌이 발생한 후에 문제를 해결하는 것이다. 다른 하나는 충돌이 발생할 가능성을 원천적으로 차단하는 것이다. CSMA/CD는 첫번째 방법인 충돌을 허용하고 이후에 해결하는 방식이다.
충돌 허용 방식에는 추가적으로 충돌로 깨진 프레임을 복구하는 작업이 요구되어 프레임을 송신한 호스트에서 충돌을 감지하는 기능이 반드시 필요하다.
A가 D로 프레임을 전송하기 위해 A는 현재 네트워크 상에서 누군가가 통신을 하고 있는지를 살핀다.(Carrier Sense) 누군가가 통신하고 있다면 carrier sense를 반복하고, 누군가가 통신을 하고 있지 않다면 A는 D로 프레임을 전송한다. 그런데 만약 A와 C가 동시에 프레임을 보내는 경우(다중 접근)가 생길 수 있는데, 이러한 경우 충돌이 발생한다. 하여 이러한 충돌이 발생했는지의 여부를 감지하는 충돌 감지를 해야한다. 충돌이 감지된다면 램덤한 시간 동안 대기한 후 프레임을 재전송한다.
(2) 토큰 링
토큰 링 방식은 여러 개의 노드들이 연결된 네트워크에서 단방향으로만 통신되며, 링 인터페이스의 동작은 대기 모드와 전송 모드로 구분된다. 대기 모드라면 입력받은 비트를 즉시 출력한다. 이러한 이유로 네트워크에 연결된 노드가 다운되거나 장애가 발생하면 대기 모드가 되어 네트워크의 동작에 영행을 주지 않는다는 장점이 있다. 즉 대기 모드시에는 링 네트워크를 유지하는 역할만을 수행한다.
전송 모드는 호스트가 토큰을 획득하여 프레임을 전송할 수 있는 권한을 보유한 것이다. 만약 1번 노드가 4번 노드에게 프레임을 전달한다면 토큰은 1로 설정된다. 그리고 2 -> 3 은 입력받은 비트를 출력만하고, 4번 노드에 도달하면 4번 노드는 프레임을 수신하고 토큰을 다시 0으로 설정한다. 그리고 노드 1번이 토큰을 확인했을 때 0으로 설정된것을 보고 데이터가 전송된 것을 확인하고 토큰을 다시 네트워크에 반환한다.
토큰 링 방식은 2개 이상의 노드가 동시에 프레임을 전송할 때 발생하는 충돌(collision)을 막기 위해 나온 방법이다. 토큰을 통해 권한을 획득하여 전송 모드로 되어야만 프레임을 전송할 수 있으니 충돌을 해결했다고 할 수 있다. 물론 토큰 링 방식은 이더넷이 나오면서 지금은 거의 사용하지 않는다.
(3) 토큰 버스
토큰 버스는 물리적으로는 버스형을 띄지만 논리적으로는 링형태를 띈다. 즉 작동 방식은 토큰 링과 매우 유사하지만 물리적인 구조가 토큰 링과는 다르다.
참고:
1.쉽게 배우는 데이터 통신과 컴퓨터 네트워크 -박기현 저
2.
이더넷(Ethernet)과 토큰링(Token ring)
l 이더넷(Etherent과 토큰링(Token ring) ** 공부를 하면서 기록하는 내용이다 보니 틀린 내용이 있을 수도 있습니다. 틀린 부분이 있다면 댓글로 알려주시면 감사드리겠습니다. ** | 이더넷 이더넷이란
hihack.tistory.com
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