[데이터링크 계층] Introduction

인터넷은 연결 장치들이 함께 붙어 있는 네트워크들의 집합이라 할 수 있다. 호스트로부터 다른 호스트로 보내지는 패킷은 이러한 네트워크를 지나간다. 

이 카테고리에서는 데이터링크 계층에서의 통신을 알아본다.

노드와 링크 (Nodes and Links)

데이터링크 층에서의 통신은 노드와 노드 사이에서 이루어진다. (Node-to-Node) 인터넷의 한 지점에 존재한느 데이터 단위는 많은 네트워크들(LAN, WAN)을 통해 다른 지점으로 보내진다.

이러한 LAN, WAN들은 라우터에 의해 연결되어 있다. 우리는 라우터를 노드(Node)로 칭하고, 라우터 간의 네트워크를 링크(Link)라 칭한다. 

 

서비스 (Service)

데이터링크 계층은 물리 계층과 네트워크 계층 사이에 존재한다. 따라서, 데이터링크 계층은 물리 계층으로부터 서비스를 제공받고, 네트워크 계층에 서비스를 제공한다.

데이터링크 계층에서 네트워크 계층에 제공되는 서비스들은 다음과 같다.

Framing : 데이터그램을 프레임의 형태로 캡슐화

흐름 제어 (Flow Control) : 생성되는 프레임들의 수를 소비되는 프레임의 수에 맞춰 조절한다.

오류 제어 (Error Control) : 에러를 감지하고 수정 또는 폐기 후 재전송한다.

혼잡 제어 (Congestion Control) : 링크가 다수의 프레임으로 혼잡할 때 이를 제어한다.

 

링크의 범주

데이터링크 계층은 매체가 어떻게 사용되는지를 제어한다.

Point-to-Point Link

서로 연결된 두 노드에만 전념하여, 링크의 수용량 전부를 사용한다.

Broadcast Link

링크의 수용량 일부를 사용한다. 이때 링크는 셋 이상의 기기들 사이에서 공유된다.

 

하위 계층

데이터링크 계층은 다음과 같은 두 하위 계층으로 나눌 수 있다.

DLC (Data Link Control) : Point-to-Point, Broadcast 링크 모두에 관여한다.

MAC (Media Access Control) : Point-to-Point 링크에만 관여한다.

 

데이터링크 계층에서의 주소

IP주소는 네트워크 계정에서 사용된다. 따라서, 데이터링크 계층 내에서 패킷의 IP주소는 변경될 수 없다.

하지만 우리는 패킷의 IP주소만으로 목적지까지 패킷을 보낼 수 없다. IP주소는 출발, 도착 주소의 두 종점으로 나뉘는데, IP주소 자체로는 이들 중 어떤 것이 목적지 주소인지를 나타내지 못하기 때문이다.

데이터그램이 네트워크 계층에서 데이터링크 계층으로 전달될 때, 데이터그램은 프레임의 형태로 캡슐화되고 두 데이터링크 주소를 프레임 헤더에 추가한다. 이 때 데이터링크 주소를 링크 주소(Link Address), MAC 주소라 한다.

 

데이터링크 주소는 6바이트 크기를 가지며, 12개의 16진수 숫자로 나타난다. 이는 세 가지로 나뉜다.

유니캐스트 주소 (Unicast Address) : 일대일 통신을 의미하며, 각 호스트(또는 라우터 인터페이스)는 유니캐스트 주소를 할당받는다. MAC주소의 2번째 숫자가 짝수이다. (예 : A2:34:45:11:91:F1)

멀티캐스트 주소 (Multicast Address) : 멀티캐스팅은 일대다 통신을 의미하며, 지역 관할이다. (링크 내부 관할) 또한 MAC주소의 2번째 숫자가 홀수이다. (예 : A3:34:45:11:91:F1)

브로드캐스트 주소 (Broadcast Address) : 일대 전체 통신을 의미하며, 프레임은 링크의 모든 연결된 노드로 보내진다. MAC주소의 모든 비트가 1이다. 즉, FF:FF:FF:FF:FF:FF 이다.