이더넷,CSMA/CD,CDMA/CA - 데이터링크 프로토콜

Ethernet

이더넷은 네트워크를 만드는 방법 중 하나이며 IEEE 802.3 표준이다. 이더넷 방식의 가장 큰 특징은 CSMA/CD 

 

라는 프로토콜을 통해 통신을 한다는 점이다. 그렇다면 CSMA/CD 방식이란 무엇인가? CSMA/CD 통신은 다음과 

같은 과정을 거친다.

CSMA/CD 동작과정

1.  네트워크를 사용하려는 컴퓨터는 먼저 현재 네트워크 상에 통신이 일어나고 있는지를 확인한다.

이 과정은 우리 네트워크 자원을 사용하는 PC나 서버가 있는지 확인하는 과정이며 이를 Carrier를

감지한다고 하여 Carrier Sense라고 한다.

2. 만약 현재 다른 데이터가 전송 중이면 사용할 수 있을 때까지 기다리고 아니면 전송을 시작한다.

3. 여러 군데에서 동시에 전송을 시작해 충돌이 발생하면 잼 신호를 브로드캐스트 한다.

4. 그 뒤, 임의 시간 동안 기다린 뒤 다시 신호(반송파)를 감지하고, 네트워크 사용자가 없으면 전송을

다시 시작한다.

5. 전송을 마치면, 상위 계층에 전송이 끝났음을 알리고 마친다.

6. 여러 번 다시 시도했음에도 전송에 실패하면 이를 상위 계층에 알리고 끝마친다.

(출처 : 위키백과)

간단하게 설명을 하면 두 개의 장비들이 데이터를 동시에 보내려다가 부딪히는 경우를 충돌(콜리전)이

발생했다고 하며, 이더넷에서 다른 pc나 서버 때문에 콜리전이 발생했는지 감지하는 것을 Collision Detection

이라고 한다. 만약 콜리전이 발생하게 되면 pc는 랜덤한 시간동안 기다렸다가 다시 데이터를 전송하게 되며

만약 계속 통신이 실패하게 되면 해당 통신을 포기하게 되는것이다.

오늘날에는 대부분 이더넷 스위치를 사용하여 스위치 방식의 네트워크를 구성하게 되는데, 이 경우 충돌이

일어나지 않는다고 한다.

CSMA/CA

CSMA/CD가 유선환경에서 충돌 감지 기능을 통해 충돌 여부를 확인하는 것이라면 CA는 무선환경에서 충돌을

회피하는 기술에 대한 것이다. CSMA/CA방식은 IEEE 802.11 프로토콜에서 사용한다. 

CSMA/CA 방식에서는 데이터 흐름을 감지하여 네트워크가 사용 중이 아니면 바로 패킷을 보내지 않고, 

예비 신호를 먼저 보내서 데이터 전송 중 패킷 충돌을 피하는 방법으로 데이터를 전송하면 충돌하지 않는다.

 - IFS

충돌 회피를 위해 프레임 간에 여유 간격을 두는 것이 IFS(Inter Frame Space)

SIFS(Short IFS) : ACK응답 등 신속한 전송을 위한 서비스에 사용됨.

PIFS(PCD IFS) : PCF모드에서 중간 우선순위

DIFS(DCF IFS) : 비동기 데이터 서비스를 위한 낮은 우선 순위

 - 동작원리

1.노드가 매체를 감지

2. 매체가 DIFS동안 사용되지 않으면 송신 시작

3. 매체가 사용중이라면 노드는 DIFS의 주기동안 기다린 후 충돌을 피하기 위해 슬롯시간의 배수만큼의 랜덤

백오프 시간동안 더 기다린다.

4. 백오프 시간 동안 다른 노드가 이미 매체를 점유하면 백오프 타이머 중지

5. 다음에 매체 경쟁시 중지된 이후부터 카운트 시작하여 공정성을 부여한다.