이더넷, CSMA/CD, 토큰링 이란?

이더넷

이더넷(영어: Ethernet)은 컴퓨터 네트워크 기술의 하나로, 일반적으로 LAN, MAN 및 WAN에서 가장 많이 활용되는 기술 규격이다. '이더넷'이라는 명칭(이름)은 빛의 매질로 여겨졌던 에테르(ether)에서 유래되었다. 이더넷은 OSI 모델의 물리 계층에서 신호와 배선, 데이터 링크 계층에서 MAC(media access control) 패킷과 프로토콜의 형식을 정의한다. 이더넷 기술은 대부분 IEEE 802.3 규약으로 표준화되었다. 현재 가장 널리 사용되고 있으며, 토큰 링, FDDI 등의 다른 표준을 대부분 대체했다.

- 위키 백과-

위키백과에서 나온 이더넷의 정의는 다음과 같다. 쉽게 설명하면 네트워크를 구성하는 방법, 즉 네트워킹을 하는 여러가지 방법이 있는데 그중 하나가 바로 이더넷이고 현재 가장 많이 사용하고 있는 방식이라고 보면된다. 따라서 자신의 컴퓨터의 네트워킹 방식도 모르고 랜 카드를 함부로 못산다. 이더넷용으로 사야한다. 

- 이더넷 랜카드 -

데스크탑 본체를 분해해 보면 저렇게 생긴 랜카드가 있을 것이다. 이것이 바로 이더넷용 랜카드다. 

CSMA/CD

CSMA/CD는 Carrier Sense Mutiple Access/Collision Detection 을 줄여서 부르는 방식이다. 이것은 하나의 통신 방식으로 이더넷 환경에서 사용하는 통신 방식이다. 이더넷 환경에서 통신을 하고 싶은 PC나 서버는 먼저 지금 네트워크 상에 통신이 일어나고 있는지를 확인해야 한다.

1. Carrier Sense : 우리 네트워크 자원을 쓰고 있는 PC나 서버가 있는지를 확인해보는 것. 이때 만약 캐리어가 감지되면, 다시 말해 누군가가 네트워크 상에서 통신을 하고 있으면 자기가 보낼 정보가 있어도 못 보내고 기다린다. 그러다가 네트워크에서 통신이 없어지면 눈치를 보다가 무조건 자기 데이터를 네트워크 상에 실어서 보낸다.

2. Multiple Access : 만약 네트워크 상에서 두 PC나 서버가 보낼 데이터를 가지고 눈치를 살피고 있다고 가정해보자. 그러다가 네트워크 상에서 통신이 일어나지 않고 있다는 것을 알아냈다. 그리고 바로 자신의 데이터를 네트워크 상에 실어서 보냈다. 두 PC가 동시에 말이다. 이더넷에서는 이렇게 대 개 이상의 PC나 서버가 동시에 네트워크 상에 데이터를 실어 보내는 경우가 발생할 수 있다. 이런 경우를 Multiple Access 라고 한다.

3. Collision Detection : 통신에서 이렇게 두 개의 장비들이 데이터를 동시에 보내려다 부딪치는 경우를 충돌이 발생했다고 한다. 따라서 이더넷에서는 데이터를 네트워크에 실어서 보내고나서도 혹시 다른 PC 때문에 콜리전이 발생하지 않았는지를 점검해야 하는데 이것이 Collision Detection 이다.

CSMA/CD 동작 1

위 그림에서 보면 네트워크로 4대의 PC가 연결되어 있다. 지금까지는 네트워크 상에서 아무 통신이 일어나지 않고 있다.

CSMA/CD의 동작 2

그러자 A PC가 이것을 눈치채고 재빨리 C PC에게 보낼 데이터를 네트워크 상에 실어서 보냈다.

CSMA/CD의 동작방식 3

그런데 B PC도 네트워크가 비었다는 것을 눈치채고 D PC에게 보낼 데이터를 A와 동시에 네트워크에 실었다. 이 경우 충돌, 즉 콜리전이 발생하게 된다.

CSMA/CD의 동작방식 4

콜리전이 발생하면 A와 B는 콜리전이 발생한 것을 감지하고 랜덤한 시간 동안 기다린 후 다시 통신을 시도하게 된다.

토큰링

토큰링

토큰링은 위 그림을 보면 쉽게 이해가 간다. 네트워크에서 데이터를 전송하고자 하는 PC는 이더넷 처럼 자기 맘대로 보내고 싶을때 남들이 전송만 하지 않고 있으면 막 보내는게 아니다. 네트워크상에서 오직 토큰을 가진 PC만이 네트워크에 데이터를 실어 보낼 수 있다. 데이터를 다 보내면 토큰을 옆 PC에게 전달되고 이 전달방향은 한방향이다. 따라서 토큰링에서는 충돌이 발생하지 않고 네트워크에 대한 성능을 미리 예측하기도 쉽다.

하지만 내가 지금 보내야할 데이터가 있고 다른 PC들은 보낼 데이터가 하나도 없다고 하더라도 나에게 토큰이 올 때까지 기다려야 한다는 단점이 있다. 이러한 토큰링 방식은 이더넷이 나오고 나서 사라지기 시작했다.