2계층: 데이터 링크 계층
특징
전기 신호를 모아 알아볼 수 있는 데이터 형태로 처리하는 계층
주소 정보를 정의하고 정확한 주소로 통신이 되도록 직접 연결된 네트워크 장치 간의 데이터 전송을 담당한다.
과거에는 2계층 장비에서 에러를 탐지하고 고치거나 재전송했지만, 최근에는 에러를 탐지하기만 한다.
출발지와 도착지 주소를 확인하여, 데이터를 받았을 때 도착지가 내 자신인지 확인한 후 데이터를 처리한다.
프레임
2계층에서 전송되는 데이터
프레임의 헤더에는 송신 및 수신 장치의 주소가 포함
트레일러에는 오류 검출을 위한 오류 검출 코드 포함
MAC 주소
Media Access Control
스위치가 프레임을 주고받을 때 사용하는 주소
48bit 의 16 진수로 표현됨
소프트웨어적으로만 주소 변경 가능
기능
flow control
서버는 데이터를 보낼 때 받는 사람이 현재 데이터를 받을 수 있는지 확인한다.
만약 스위치가 데이터를 받지 못하는 상황이라면 통신 중지를 요청한다.
ARP 프로토콜로 IP 주소를 MAC주소로 변환해, MAC 주소 기반으로 통신한다.
프레이밍(Framing), 흐름 제어, 오류 제어, 접근 제어, 동기화 기능을 제공한다.
장비
NIC (Network Interface Card)
PC나 서버를 네트워크에 연결해주는 카드나 인터페이스를 지칭한다.
여러 네트워크에 동시에 연결되어야 하거나 높은 대역폭이 필요한 경우 여러 NIC을 장착한다.
고유 MAC 주소를 가지며 목적지 MAC 주소가 NIC의 MAC 주소와 동일하면 올바르게 도착한 데이터이므로 상위 계층에서 처리할 수 있도록 메모리에 적재한다.
동작 방식
전기 신호와 데이터 형태를 변환한다.
목적지 MAC 주소와 출발지 MAC 주소, 네트워크 인터페이스 카드의 MAC 주소를 확인한다.
목적지 MAC 주소와 네트워크 인터페이스가 가진 MAC 주소가 맞으면 데이터를 처리하고, 아니면 데이터를 폐기한다.
고성능 NIC
보통 PC나 노트북에서는 1GbE NIC을 사용하지만, 서버나 네트워크 장치에는 고성능을 가진 10G 이상의 NIC을 사용한다.
패킷 생성과 전송을 CPU 도움 없이 독자적으로 처리한다.
L3 스위치 기능이 내장되어 있어 가상화 서버들끼리 연결하는 vSwitch를 가속하는 기능을 제공하는 NIC도 존재한다.
스위치
단말이 어떤 주소를 갖고 있는지 Address Learning 과정을 통해 확인하여, 단말의 MAC 주소와 연결된 포트를 기반으로 통신 시 포트를 적절히 필터링하고 포워딩해준다.
허브와 달리 목적지 주소에만 신호를 전달한다.
스위치의 적절한 필터링과 포워딩 덕분에 통신이 필요한 포트만 사용하고 네트워크 전체에 불필요한 처리가 감소하여 이더넷 기반 네트워크가 급증하는 계기가 되었다.
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