[CS기초] 이더넷(Ethernet)

이더넷(Ethernet)

이더넷(Ethernet)은 컴퓨터 네트워크에서 데이터를 서로 주고받기 위해 사용하는 유선 통신 규약(프로토콜)입니다. 특히 OSI 7계층 중 데이터 링크 계층(Data Link Layer)에서 동작하며, 물리적 주소(MAC 주소)를 이용해 데이터의 목적지를 지정하고 전송을 관리하는데요. 뿐만 아니라 로컬 영역 네트워크(LAN)를 구축하는 데 있어 사실상 표준처럼 널리 사용됩니다.

 

 

핵심 특징

• 프레임 기반 통신
  • 데이터를 작은 단위인 프레임(Frame)으로 쪼개서 전송한다
• MAC 주소 사용
  • 네트워크에 연결된 각 장비는 고유한 MAC 주소를 가지며, 이를 통해 서로를 식별하고 통신한다
• CSMA/CD 기술
  • 초기 이더넷은 충돌 감지(Collision Detection) 방식으로 통신함
  • 오늘날에는 스위치(Switch) 사용으로 충돌이 거의 발생하지 않음
• 속도 발전
  • 10Mbps(초기) → 100Mbps(Fast Ethernet) → 1Gbps(Gigabit Ethernet) → 10Gbps 이상(10G Ethernet)까지 발전
• 물리 매체
  • 초기에는 동축 케이블을 사용했으나, 현재는 UTP 케이블(랜선, RJ-45 커넥터)이 주로 사용된다

 

허브 vs 스위치

과거에는 허브(Hub)를 사용해 모든 장비가 하나의 전송 매체를 공유했는데요. 이 경우 서로 간에 충돌이 빈번하게 일어났습니다. 반면 요즘에는 스위치(Switch)를 사용해 각 장비와 1:1 연결을 구성하게 되어, 충돌 없이 빠른 통신이 가능하게 되었습니다.

 

 

이더넷의 프레임 구조

이더넷은 데이터를 다음과 같은 형식의 프레임(Frame)으로 포장해 전송합니다.

• 목적지 MAC 주소 (6바이트)
• 출발지 MAC 주소 (6바이트)
• 타입(Type) 또는 길이(Length) (2바이트)
• 데이터(payload)
• 순환 중복 검사(CRC) (4바이트)

이때 프레임은 오류 검출 기능(CRC)까지 포함하여 신뢰성을 높입니다.

 

 

이더넷의 동작 방식

1. 송신 측에서 프레임을 만들어 목적지 MAC 주소를 포함해 전송한다
2. 네트워크를 통해 프레임이 전달되고, 수신 측은 자신의 MAC 주소와 일치하는 프레임만 수신한다
3. 이 과정에서 스위치가 중간에서 최적 경로로 프레임을 전달함으로써 충돌과 혼잡을 최소화한다

 

마치면서

이더넷은 간단하면서도 강력한 설계 덕분에 오늘날 거의 모든 유선 네트워크에서 사실상의 표준처럼 사용되고 있습니다. 또한 저비용, 고속, 신뢰성이라는 세 가지 요건을 모두 만족시키는 핵심 기술이지요. 그리고 이더넷은 시대의 변화에 맞춰 더 빠르고 다양한 형태로 끊임없이 진화하고 있습니다.