통신 매체를 통해 송수신되는 메시지는 다른 호스트에게 전달되는 과정에서 네트워크 장비를 거칠수 있다. 네트워크 장비로 물리계층에는 허브가 있고, 데이터 링크 계층에는 스위치가 있다.
주소 개념이 없는 물리 계층
물리 계층에는 주소 개념이 없다, 물리 계층에서는 단지 호스트와 통신 매체 간의 연결과 통신 매체상의 송수신이 이루어질 뿐 정보에 대한 변경이나 판단을 하지 않는다.
반면 데이터 링크 계층에서는 주소 개념이 있다. MAC주소가 여기 속한다.
허브란?
물리 계층의 허브는 여러 대의 호스트를 연결 하는 장치이다. 리피터 허브, 이더넷 네트워크의 허브는 이더넷허브 라고 부른다.
허브의 특징
- 전달 받은 신호를 다른 모든 포트로 그대로 다시 내보냅니다.
허브는 물리 계층에 속하는 장비로 물리 계층에서는 주소 개념이 없기에 허브는 수신지를 특정할수 없다. 따라서 신호를 전달 받으면 조작이나 판단을 하니 않고 송신지를 제외한 모든 포트에 그저 내보내기만 한다. 모든 호스트는 허브를 통해 전달 받은 신호를 데이터 링크 계층에서 패킷의 MAC 주소를 확인하고 자신과 관련이 없는 주소는 폐기한다.
- 반아중 모드로 통신합니다.
반이중 모드 1차선 도로처럼 송수신을 번갈아 가면서 하는 통신 방식으로, 서로 송신할 때 호스트에게 송신할 수 없다.
전이중 모드 송수신을 동시에 양방향으로 할수 있는 통신 방식이다.
허브 외에 리피터 장비
허브 이외에 물리계층의 대표적인 장치이다. 전기 신호가 감소하거나 왜곡되는 것을 방지하기 위해 전기 신호를 증폭시켜 주는 장비이다. 허브는 이러한 리피터의 기능을 포함한 경우도 많다.
콜리전 도메인이란?
여러개의 호스트가 허브에 신호를 송신하면 충돌이 발생한다. 허브에 호스트가 많이 연결되어 있으면 충돌 발생 가능성이 높다. 충돌이 발생할 수 있는 영역을 콜리전 도메인이라고 한다. 허브에 연결된 모든 호스트는 같은 콜리전 도메인에 속한다. 콜리전 도메인의 범위가 클수록 충돌이 발생할 가능성이 높아진다.
콜리전 도메인인을 해결하기 위해서는 CSMA/CD 프로토콜을 사용하거나 스위치 장비를 사용해야한다.
CSMA/CD란?
반이중 이더넷 네트워크에서 충돌을 방지하는 대표적인 프로토콜이다.
CS (Carrier Sense 캐리어 센스) : 현재 통신 매체의 사용 가능 여부를 검사하는 캐리어 감지라고 한다.
MA (Multiple Access 멀티 액세스) : 두개 이상의 호스트가 부득이하게 사용하려 할때 다중 접근이라고 한다.
CD (Collision Detection 컬리전 디텍) : 충돌이 발생하면 이를 검출하는데 충돌을 감지하면 전송이 중단되고, 충돌이 발생된 호스트는 다른 이들에게 충돌이 발생되었다고 잼 신호를 보낸다. 임의의 시간 동안 기다린 뒤에 다시 전송한다.
CSMA/CD 진행되는 순서
1. 먼저 현재 전송이 가능한 상태인지 확인
2. 다른 호스트가 전송 중이지 않을 때 메시지를 전송한다.
3. 만일 부득이하게 다수의 호스트가 접근하여 충돌이 발생하면 임의의 시간 만큼 대기한 후에 다시 전송 한다.