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신호를 보내기위한 약속
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승인 2003.11.20  13:46:00
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- 이더넷의 약속은 CSMA/CD를 지키는 것부터....

앞선 의혹들을 풀어보려면, 일단 이더넷의 몇가시 특징을 짚고 넘어가야 합니다. 이전 페이지에서 언급된 것처럼 이더넷(Ethernet)에서는 CSMA/CD란 약속을 사용합니다. 이 CSMA/CD란 네트워크에 연결된 컴퓨터들간의 효율적인 신호전송의 한 방법으로, 이더넷이 바로 이 CSMA/CD를 사용하는 대표적인 예 입니다. 보기에는 길어도 막상 속내를 들여다 보면 아래와 같이 간단한(?) 방법으로 이루어집니다.

CSMA/CD 이렇게 동작한다
(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect)

1. 회선상에 이미 다른 신호(Carrier)가 있는지 감지(Sense)를 한다.
2. 이미 회선이 사용중이면 잠시 기다린 후 1번을 반복한다
3. 회선을 사용할 수 있게 되면 즉시 데이터를 전송한다
4. 만약 수신 컴퓨터가 응답이 없거나 다른 신호와 충돌이 발생하면 일정시간동안 대기후 다시 1번부터 실시한다.

이처럼 CSMA/CD 방식은 여러 컴퓨터들이 단일 회선을 통해 효율적인 통신을 하기 위한 규칙으로 볼 수 있습니다. 좀더 구체적인 예를 통해 알아보도록 하면, 아래와 같은 네트웍이 구성된 환경에서 C컴퓨터는 F컴퓨터에게 데이터를 전송할 예정이며, F 컴퓨터의 IP주소를 알고 있고 가정하겠습니다.


C에서 출발한 패킷의 목적지는 F

일단 C는 전송할 데이터를 위해 몇가지 단계를 거치게 되고, F 컴퓨터의 IP주소를 전송이 준비된 데이터와 함께 준비하게 됩니다. 편지봉투에 편지지(데이타)를 넣고 겉면에 받는사람 주소(IP주소)를 적는 것과 매우 흡사합니다. (참고) 회선상에 흘러다니는 데이터를 환경에 따라 통상 프레임 혹은 패킷이란 용어를 사용합니다.

C컴퓨터는 IP주소를 편지봉투의 받는사람 주소란에 적고 다음 단계로 가게 됩니다. 다음단계에서 받는 사람의 IP주소를 보게되면, 이 IP주소를 갖는 컴퓨터가 어디에 사는지, 즉 패킷을 받을 F 컴퓨터의 물리적 위치(MAC주소)가 어디인지를 알아야 하는 상황에 부딪히게 됩니다. - 드디어 MAC주소가 빛을 볼날이...

이때 적절한 방법을 사용해 IP주소를 MAC 주소로 변경하는 과정을 거친후, 받는사람의 주소에는 IP주소가 아닌 MAC주소가 적히게 됩니다. 즉 IP 주소를 랜카드가 이해할 수 있는 물리적 주소(MAC주소)로 변환하는 과정을 거치게 됩니다.

그후 마침내 C컴퓨터의 이더넷카드(랜카드)로 전송할 패킷이 내려오게 되고, 랜카드는 이를 네트웍 회선에 흘러보내게 됩니다. 이를 통상 뿌린다고도 하는데, 네트웍에 뿌려진 데이터는 회선이 연결된 구석구석으로 펴지게 됩니다. 마치 길다란 파이프와 같아서 한쪽에서 고함을 치면 귀를 대고 있는 사람들이 모두 들을 수 있는 것에 비유할 수 있습니다.

ARP (Address Resolution Protocol)

IP주소를 MAC주소로 변환시키는 약속으로 ARP 이란것이 사용됩니다. 그 반대의 경우 즉 MAC주소를 IP로 변환하는 약속도 있으며 이를 RARP라고 합니다. 중요한 것은 송수신을 하기위해 모든 처리가 끝마쳐지고, 마침내 물리적인 랜카드까지 전달된 데이터의 송수신에는 IP주소가 아닌 물리적주소, 즉 MAC주소가 사용된다는 것입니다. 즉 논리적인 주소(IP)를 물리적인 주소(MAC)로 변환시키게 됩니다.

- 이더넷에서 충돌이 발생하면...

앞서 CSMA/CD를 설명했는데 이를 현재 상황에 적용해 보면, 랜카드가 네트웍에 패킷을 뿌리기전 다른 신호(Carrier)가 있는지 검사하게 되며, 이 뿌려진 신호는 출발지 컴퓨터 C를 제외한 A,B,D,E,F 의 모든 컴퓨터들에게 전달되게 됩니다.

충돌(Collision)

만약 C에서 데이타 전송이 네트웍으로 막 일어나려고 하는 찰라에, B에서 회선상태를 점검해본 결과 아무런 신호를 듣지 못하게 되었다고 가정해 보면...

그럼 B는 아무런 죄책감(?)없이 데이터를 회선에 뿌리게 되고, D 역시 이런 B의 만행을 알지 못한채 회선에 데이터를 전송시키게 되는 사태가 일어납니다. 이러한 상황을 충돌(Collision)이 발생했다고 하는데, 충돌이 발생하게 되면 B,D는 랜덤한 시간(느낄 수 없을만큼 짧다)을 기다린후 다시 회선상태를 감지(Carrier sense)하는 것부터 시작하는 반복적인 일상에 들어가게 됩니다.

CSMA/CD를 사용하는 이더넷에서는 충돌발생시 위와같은 방법을 사용하게 됩니다.

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