Ethernet과 CSMA/CD, Collision domain

Ethernet과 CSMA/CD, Collision domain

이번 포스팅은 Ethernet과 CSMA/CD방식과 Collision domain에 대해 설명하도록 하겠습니다. 이더넷은 네트워크 기술의 하나입니다. 현재 LAN에서 가장 많이 사용하는 방식이라고 알려져 있습니다. 또한 이더넷은 OSI 7계층에서 보면 1계층과 2계층에 위치해 있으며 물리계층의 전송과 데이터 링크 계층에서 MAC 패킷의 프로토콜의 형식을 정의하게 됩니다. 이더넷 기술은 IEEE 802.3규약으로 표준화 되어 있습니다. 또한 토큰링과 FDDI등의 다른 표준을 대부분 대체하고 있습니다.

혹시나 OSI 7계층이나 네트워크의 기초에 대한 이야기를 알고 싶으시다면 이전 포스팅을 참조하시면 될 것 같습니다.

2017/07/16 - [IT] - 네트워크 - 기초용어

2017/07/17 - [IT] - 네트워크 - OSI 7계층

2017/07/31 - [IT] - 네트워크 기초2 - OSI 4계층 심화

이더넷은 네트워크에 연결된 각 기기들이 48비트 길이의 고유의 MAC주소를 가지고 있고 이 주소를 이용해서 상호간 데이터를 주고 받을 수 있습니다. 전송매체로는 UTP, STP케이블을 사용하며 각 연결은 리피터, 허브, 스위치 등으로 연결할 수 있습니다. Ethernet을 이해하기 위해서 나오는 개념이 있습니다. 바로 CSMA/CD의 전송 방식입니다. 이더넷은 CSMA/CD기술을 사용하게 됩니다. 이것은 여러 컴퓨터가 연결되어 있을 때 데이터를 전송하기 위해서 사용하는 방식입니다.

 

CSMA/CD (Carrier sense Multiple Access / Collision Detection)

CSMA/CD방식은 Carrier sense Multiple Access / Collision Detection의 약자입니다. 한글로 번역한다면 반송파 감지 다중접속 및 충돌 탐지입니다. 이 안에 동작 방식이 모두 들어있다고 볼 수 있습니다. 데이터를 전송하기 위해서 반송파를 감지하고 다중 접속이 가능하며 충돌을 탐지하는 기능을 가지고 있습니다.

우선 네트워크를 사용하려는 컴퓨터는 먼저 현재 네트워크 위에 데이터가 있는지 확인하도록 합니다. 만약 현재 다른 데이터가 전송 중이면 사용할 수 있을 때까지 기다리고 아니면 전송을 하게 됩니다.

만약 여러 군데에서 동시에 전송을 시작해서 충돌(Collision)이 발생하게 된다면 최소 패킷 시간 동안 전송을 계속하게 됩니다. 재전송은 15번 재전송 후 전송이 되지 않으면 파기하게 됩니다. 또한 이러한 재전송을 통해서 다른 컴퓨터가 충돌을 탐지할 수 있도록 합니다.

그 뒤 임의의 시간 동안 대기 시간을 가지고 기다린 후 다시 신호를 감지하고 네트워크 사용자가 없으면 전송을 다시 시작합니다. 또한 전송을 끝마치면 상위 계층에 전송이 끝난 것을 알려주고 전송과정이 끝납니다.

Collision Domain

여기에서는 Collision Domain이라는 개념이 나오게 됩니다. Collision Domain이란 Collision이 발생할 때 영향을 받는 영역을 말하고 Collision (충돌)이란 CSMA/CD방식에서 한 PC가 통신 중일 때 다른 PC가 같이 보낼 때 발생합니다.

브리지나 스위치는 콜리전 도메인을 나눠주는 역할을 합니다. Filtering 기능을 이용해서 콜리전 도메인을 나눠주며 같은 세그먼트 상에 있을 때 보내지 않는 방법으로 나눌 수 있습니다. 따라서 브리지나 스위치는 충돌이 발생하지 않도록 나눠주는 역할로 사용하고 있습니다.