이더넷과 LAN의 구체적인 차이점과 연결은 무엇인가요? 전문가에게 컨셉 등 다각적인 분석을 의뢰하시기 바랍니다.

이더넷은 오늘날 기존 근거리 통신망에서 사용되는 가장 일반적인 통신 프로토콜 표준입니다. 이 표준은 근거리 통신망(LAN)에 사용되는 케이블 유형과 신호 처리 방법을 정의합니다. 이더넷은 상호 연결된 장치 간에 10~100Mbps의 속도로 정보 패킷을 전송합니다. 연선 케이블 10 Base T 이더넷은 저렴한 비용, 높은 신뢰성 및 10Mbps 속도로 인해 가장 널리 사용되는 이더넷 기술이 되었습니다. 직접 확장 무선 이더넷은 11Mbps에 도달할 수 있으며, 많은 제조 공급업체가 제공하는 제품은 최고의 개방성을 갖춘 통신용 공통 소프트웨어 프로토콜을 사용할 수 있습니다.

Δ 이더넷 연결

토폴로지:

버스 유형: 케이블 수가 적고, 저렴하며, 관리 비용이 높으며, 오류 지점을 격리하기가 쉽지 않습니다. 공유 액세스 메커니즘을 채택하면 쉽게 네트워크 정체가 발생할 수 있습니다. 초기 이더넷은 주로 동축 케이블을 전송 매체로 사용하는 버스 토폴로지를 사용했습니다. 연결이 간단하고 일반적으로 소규모 네트워크에서는 전용 네트워크 장비가 필요하지 않았습니다. 그러나 본질적인 결함으로 인해 점차적으로 이더넷이 사용되었습니다. 허브와 허브로 교체됩니다. 스위치는 코어 스타 네트워크로 교체됩니다.

스타: 관리가 용이하고 확장이 용이하며 네트워크의 핵심 노드로 전용 네트워크 장비가 필요하고 더 많은 네트워크 케이블이 필요하며 핵심 장비의 신뢰성에 대한 요구 사항이 높습니다. 허브나 스위치 등 전용 네트워크 장치가 코어 노드로 사용되며 LAN의 각 호스트는 꼬인 쌍을 통해 코어 노드에 연결되어 스타 구조를 형성합니다. 스타 네트워크에는 버스 유형보다 더 많은 케이블이 필요하지만 배선 및 커넥터는 버스 유형보다 저렴합니다. 또한, 스타 토폴로지는 캐스케이딩(Cascading)을 통해 네트워크를 대규모로 쉽게 확장할 수 있어 널리 사용되고 있으며 대부분의 이더넷 네트워크에서 사용되고 있습니다.

전송 매체:

이더넷은 동축 케이블, 연선, 광섬유 등 다양한 연결 매체를 사용할 수 있습니다. 그 중 연선은 호스트에서 허브나 스위치로의 연결에 주로 사용되는 반면, 광섬유는 스위치 간 계단식 연결이나 스위치와 라우터 간 지점 간 연결에 주로 사용됩니다. 초기의 주요 연결 매체였던 동축 케이블은 점차적으로 폐지되었습니다.

인터페이스 작동 모드:

이더넷 카드는 반이중 및 전이중의 두 가지 모드로 작동할 수 있습니다.

반이중: 반이중 전송 모드는 다중 액세스 충돌 감지를 수신하는 이더넷 캐리어를 구현합니다. 기존의 공유 LAN은 반이중 방식으로 작동하며 동시에 한 방향으로만 데이터를 전송할 수 있습니다. 양방향의 데이터가 동시에 전송되면 충돌이 발생하여 이더넷 네트워크의 효율성이 저하됩니다.

전이중: 전이중 전송은 지점 간 연결을 사용합니다. 이는 연선으로 된 두 개의 독립적인 회선을 사용하므로 새 미디어를 설치하지 않고도 대역폭을 늘릴 수 있기 때문입니다. . 예를 들어, 위의 예에서는 역 사이에 평행한 철로를 추가하여 두 열차가 동시에 양방향으로 지나갈 수 있도록 했습니다. 이중 모드에서는 충돌 감지 회로를 사용할 수 없으므로 점대점 연결에는 이중 연결당 하나의 포트만 사용됩니다. 표준 이더넷의 전송 효율은 대역폭의 50% ~ 60%에 도달할 수 있으며 이중 통신은 양방향으로 100% 효율을 제공합니다.

Δ 이더넷 작동 방식

이더넷은 충돌 감지 기능이 있는 CSMA/CD(Carrier Frame Listening Multiple Access) 메커니즘을 사용합니다. 이더넷의 모든 노드는 네트워크에서 전송되는 모든 정보를 볼 수 있습니다. 따라서 이더넷은 브로드캐스트 네트워크라고 합니다. 이더넷의 작동 과정은 다음과 같습니다.

이더넷의 호스트가 데이터를 전송하려는 경우 다음과 같이 진행됩니다.

1. 프레임 수신 채널이 수신되고 있습니까? 신호가 전송되고 있습니다. 있는 경우 채널이 사용 중임을 나타내며 채널이 유휴 상태가 될 때까지 프레임 수신이 계속됩니다.

2. 신호를 수신하는 프레임이 없으면 데이터를 전송합니다.

3. 전송 중에 프레임을 계속 수신합니다. 충돌이 발견되면 백오프 알고리즘이 실행됩니다. 임의 대기 기간 후 1단계를 다시 실행합니다. (충돌이 발생하면 충돌과 관련된 컴퓨터는 혼잡 시퀀스를 보내 모든 노드에 경고합니다.)

4 충돌이 발견되지 않으면 전송됩니다. 성공하면 컴퓨터는 프레임 수신 채널 상태로 돌아갑니다.

참고: 각 컴퓨터는 한 번에 하나의 패킷만 전송할 수 있으며 모든 컴퓨터는 데이터 전송을 다시 시도하기 전에 가장 최근 전송(10Mbps로 실행) 후 9.6마이크로초를 기다려야 합니다.

Δ 프레임 구조

이더넷 프레임 개요:

이더넷 프레임은 데이터 링크 계층을 캡슐화하고 네트워크 계층 데이터 패킷이 추가됩니다. 프레임 헤더와 프레임 트레일러는 데이터 링크 계층에서 인식할 수 있는 데이터 프레임(프레이밍)이 됩니다. 프레임 헤더와 프레임 트레일러에 사용되는 바이트 수는 고정되어 있지만 이더넷의 길이는 캡슐화된 데이터 패킷의 크기에 따라 64~1518바이트(선행 단어 8바이트 제외)까지 다양합니다.

Δ 충돌/충돌 도메인

충돌: 이더넷에서 두 개의 데이터 프레임이 동시에 물리적 전송 매체로 전송되어 완전히 또는 부분적으로 겹칠 때 데이터 충돌이 발생했습니다. 충돌이 발생하면 물리적 네트워크 세그먼트의 데이터는 더 이상 유효하지 않습니다.

충돌 도메인: 동일한 충돌 도메인의 모든 노드는 전송된 모든 프레임을 수신할 수 있습니다.

충돌 발생에 영향을 미치는 요소: 충돌은 이더넷 성능에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 충돌이 존재하기 때문에 기존 이더넷의 효율성은 부하가 40%를 초과하면 크게 떨어집니다. 충돌에는 여러 가지 이유가 있습니다. 예를 들어 동일한 충돌 도메인에 노드가 많을수록 충돌 가능성이 커집니다. 또한 데이터 패킷 길이(이더넷의 최대 프레임 길이는 1518바이트), 네트워크 직경 등과 같은 요소도 충돌 발생에 영향을 미칩니다. 따라서 이더넷의 크기가 커지면 충돌 확산을 통제하기 위한 조치를 취해야 합니다. 일반적인 접근 방식은 브리지와 스위치를 사용하여 네트워크를 분할하고 대규모 충돌 도메인을 여러 개의 작은 충돌 도메인으로 나누는 것입니다.

Δ 브로드캐스트/브로드캐스트 도메인

브로드캐스트: 네트워크 전송에서 연결된 모든 노드에 메시지를 보내는 것을 브로드캐스트라고 합니다.

브로드캐스트 도메인: 모든 장치에서 보낸 브로드캐스트 프레임을 수신할 수 있는 네트워크의 모든 장치 모음입니다.

브로드캐스트 도메인과 브로드캐스트 도메인의 차이점: 브로드캐스트 네트워크는 프레임이 해당 노드로 전송되는지 여부에 관계없이 네트워크의 모든 노드가 전송된 데이터 프레임을 수신할 수 있음을 의미합니다. 목적지가 아닌 노드의 호스트는 데이터 프레임을 수신하지만 이를 처리하지 않는다.

브로드캐스트는 브로드캐스트 프레임으로 구성된 데이터 트래픽을 의미합니다. 이러한 브로드캐스트 프레임은 브로드캐스트 주소(주소의 각 비트가 "1"임)를 대상 주소로 사용하여 네트워크의 모든 컴퓨터에 이 프레임을 수신하도록 알립니다. .그리고 처리하세요.

Δ 프라이빗 이더넷

프라이빗 이더넷의 대표적인 대표적인 것은 10Base2/10Base5와 허브(hub)를 핵심 스타 네트워크로 사용하는 버스 네트워크이다. 허브를 사용하는 이더넷 네트워크에서 허브는 많은 이더넷 장치를 중앙 장치로 통합하고 모두 허브의 동일한 물리적 버스 구조에 연결됩니다. 본질적으로 허브 기반 이더넷과 원래의 버스 유형 이더넷 간에는 근본적인 차이가 없습니다.

허브 작동 방식:

허브는 트래픽을 처리하거나 검사하지 않고, 한 포트에서 수신한 신호를 다른 포트로 반복적으로 배포하여 물리적 매체를 확장할 뿐입니다. 허브에 연결된 모든 장치는 동일한 매체를 공유하므로 결과적으로 동일한 충돌 도메인, 브로드캐스트 및 대역폭도 공유합니다. 따라서 허브와 연결된 장치는 단일 충돌 도메인을 형성합니다. 노드가 브로드캐스트 메시지를 보내면 허브는 연결된 모든 노드에 브로드캐스트를 전파하므로 허브도 단일 브로드캐스트 도메인입니다.

허브의 작동 특성:

허브는 주로 소규모 이더넷 네트워크에 사용됩니다. 허브는 일반적으로 외부 전원 공급 장치(활성)를 사용하므로 수신되는 신호를 증폭시킵니다. 어떤 경우에는 허브를 "다중 포트 중계기"라고도 합니다.

리피터와 마찬가지로 허브는 물리적 계층에서 작동하는 네트워크 장치입니다.

***공유 이더넷의 단점: 모든 노드가 동일한 충돌 도메인에 연결되어 있으므로 프레임이 어디서 오든 어디로 가든 모든 노드가 프레임을 수신할 수 있습니다. 노드 수가 증가할수록 충돌이 많아지면 네트워크 성능이 급격히 저하됩니다. 또한 허브는 동시에 하나의 데이터 프레임만 전송할 수 있습니다. 이는 허브의 모든 포트가 동일한 대역폭을 공유해야 함을 의미합니다.

Δ 스위치 이더넷

스위치 구조:

스위치 이더넷에서 스위치는 수신된 데이터 프레임의 MAC 주소를 기반으로 데이터를 결정합니다. 프레임이 전송되어야 하는 스위치입니다. 포트 간 프레임 전송은 서로 차폐되므로 노드는 자신이 보낸 프레임이 스위치를 통과할 때 다른 노드에서 보낸 프레임과 충돌할지 걱정하지 않습니다.

공유 네트워크 대신 스위치 네트워크를 사용하는 이유:

·충돌 감소: 스위치는 각 포트에서 충돌을 격리합니다(각 포트는 충돌 도메인입니다). 갈등.

·대역폭 향상: 각 노드가 대역폭을 공유하는 대신 스위치에 연결된 각 노드가 모든 대역폭을 사용할 수 있습니다.

Δ 이더넷 스위치

스위치의 작동 원리:

·스위치는 수신된 데이터 프레임의 소스 MAC 주소와 스위치 간의 매핑을 설정합니다. port.를 입력하고 MAC 주소 테이블에 기록합니다.

·스위치는 데이터 프레임의 대상 MAC 주소를 설정된 MAC 주소 테이블과 비교하여 어떤 포트를 전달할지 결정합니다.

·데이터 프레임의 대상 MAC 주소가 MAC 주소 테이블에 없으면 모든 포트로 전달됩니다. 이 과정을 홍수라고 합니다.

·브로드캐스트 프레임과 멀티캐스트 프레임은 모든 포트로 전달됩니다.