물리계층에선느 물리 신호(전압, 빛, 전파) 전달을 담당 했다면
데이터링크 계층에서는 기기에 MAC 주소를 부여해 원하는 기기에만 데이터를 전달할 수 있도록 한다.
이 외에도 매체 공유, 비공유 기술, 스위칭 등(실제 전송은 물리 계층에 의존)
현재 데이터링크 계층에서 가장 많이 사용하고 있는 프로토콜은 이더넷이다.
(이 외에 Token Ring, FDDI 등이 있지만 이더넷이 주류!)
이더넷(Ethernet)
이더넷은 구조가 간단하고 장비가 저렴해 데이터링크 계층을 대표한다.
초기 이더넷은 동축 케이블을 이용해 통신했다.
IEEE 802.3 위원회에 의해서 상세하게 만들어 졌는데 문서를 보면 동축 케이블을 어떻게 만들어야 하고 처리해야 하는지 상세하게 나와있다.
초기 이더넷은 동축케이블을 사용하는 버스형 네트워크 였다.
이런 구조는 송수신을 동시에 하면 충돌이 발생하기 때문에 CSMA/CD 라는 프로토콜이 만들어졌고, 반이중통신으로 안전하게 통신할 수 있었다.
하지만 속도가 느려한계가 있었다. 그래서 그 이후 UTP케이블, 광케이블이 등장했다.
IEEE802.3 위원회는 전송속도와 케이블에 따라서 다시 세분화 되는데 종류는 이것들 외에도 여러가지가 더 있다.
IEEE802.3, 802.3a, 802.3i, 802.3u, 802.3x 등등
케이블 제조업체들은 케이블을 만들때 IEEE 802.3을 참조해서 상세스펙에 맞춰서 만들게 되고 이것을 표준을 지킨 케이블이라고 말한다.
덕분에 우리는 제조업체를 신경쓰지 않고 케이블만 구매해 통신을 할 수 있다.
데이터링크 계층은 네트워크 계층에서 전달되는 패킷에 데이터링크의 약속을 나타내는 헤더를 덧붙인다.
<이더넷 헤더>
헤더는 IEEE 802.3에 정의되어 있다.
데이터는 왼쪽부터 오른쪽으로 전송된다.
1. Preamble, SFD
프리앰블과 SFD(Start Frame Delimiter)라는 필드가 있다.
이 필드는 랜카드에게 이더넷 프레임이 시작된다는 것을 알리는 역할을 한다.
총 8바이트, 즉 68비트로 구성되어 있다.(프리앰블 7byte, SFD 1byte)
2. Destination Address, Source Address
목적지 및 출발지 MAC 주소를 저장하는 필드
수신처 MAC 주소와 송신처 MAC 주소가 나온다.
각각 6바이트, 즉 48비트로 구성되어 있다.
만약 수신처의 MAC 주소가 모두 1(FF-FF-FF-FF-FF-FF)로 되어있다면 이 데이터를 브로드캐스트 하라는 뜻이다.
LENGTH/TYPE 필드에는 상위계층의 프로토콜 타입이나 현재 프레임의 데이터의 길이가 저장된다.
2바이트로 구성되어 있는데 이 값이 1500이하라면 데이터의 길이를, 1500보다 크다면 상위 프로토콜의 타입을 나타낸다.
데이터필드는 46~1500바이트까지 올 수 있고 네트워크 계층에서 전달받은 패킷을 나타낸다.
데이터 크기가 너무 작다면 PAD 필드에 데이터를 덧붙여 적절한 크기로 만든다.
마지막으로 FCS(Frame Check Sequence)필드는 이 프레임이 손상됐는지 체크하기 위한 필드이다.
4바이트 크기이며,
수신측에서는 FCS를 체크해서 데이터가 손상되었다고 판단하면 이 프레임 전체를 버린다.
이더넷 프레임의 크기는 Data 필드에 따라서 64~ 1518byte가 된다.
참고로
전기전자공학자협회 웹사이트에 가입하고 IEEE 802.3: Ethernet -> 802.3-2022 IEEE Standard for Ethernet 의 PDF파일을 다운로드하면 Ethernet의 모든 규격이 아주 자세하게 나와있다고한다.(7000페이지 이상ㄷㄷ)