[Computer Network] Chap4. MAC/DLC

 

 

 

 

Chap 4. MAC/DLC 

: 이더넷, 와이파이, 블루투스, 로라

 

1. Ethernet _ 유선 _ IEEE 802.3

- 원래는 LAN을 위해 등장 -> 이후 MAN, WAN으로 확장됨

- 제록스 회사에서 만든 기술이 국제 표준이 됨 / 유선 통신에서는 모두 이더넷으로 통일됨

– 싸고 고속으로 보내기 좋다 – 줄을 윈쪽, 오른쪽 애가 독점적으로 사용

- 처음에 10MB/s에서 400GB/s까지 발전되었다. 

 

- CSMA/CD 기반 + backward compatibility 좋음 – 40년동안 불변하는 frame architecture

- 초기에는 버스 topology (CSMA/CD) -> 이후 star topology (주파수 분리, 충돌 날 일 거의 X) 

-> CSMA/CD 사용하지 않는 방향으로 갔다. 에러 검출 및 복구도 없음 (충돌 날 확률 X) 

 

* Bridging – 버스 방식을 사용할 때 활용 –> 줄을 자른다!

- (like 유무선 공유기 or 허브) 브릿지 중간에 넣어 -> 오른쪽에서 왼쪽으로 전달할 때, 얘가 받아서 전달

- 충돌 최대 12개 -> 6개로 중간에 끊어서 연결 

-> 집 밖으로 한 줄, 집 안으로 4줄 (브릿지 역할을 허브, 스위치 등으로) 

 

* 이더넷 성능 별 활용 분야

- 유선 이더넷은 굉장히 발전함 (10MB/s에서 400GB/s) but 가정용은 끽해봐야 1G -> 누가 400G를 쓸까? 

 

1 - 1G 안쪽 – 로봇이 사용 / 1 대신 111 … 1 열 개를 보낸다 / 속도는 늦어졌으나, 재전송을 하지 않음 

-> 속도를 10배 줄이는 대신, 안정성을 10배 높여서 보낸다

2 - 1G ~ 10G – 자동차가 센서 정보를 받아 결정할 때

3 – 10G ~ 100G – 인간이 사용 or 회사 내의 컴퓨터 연결 시 / 와이파이, 핸드폰 

4 – 100G ~ 400G – 데이터 센터 서버들 – 굉장히 많은 CPU 보드들을 연결 / 구글 아마존이 표준을 이끈다. 

 

+ POE – power over ethernet 

- 항상 통신과 전기줄이 동시에 필요함 -> 통신 줄에도 전기를 집어넣자 

- 중점은 통신, 제품도 가벼워진다 –> but 제한적 전기 공급, HW/SW 최적화 필요 

 

+ IEEE 1588 – GPS 위성 신호를 받아, 이더넷 장치들에게 매우 빠르게 배포 -> Synchronization

 

2. Wifi _ 무선랜 _ IEEE 802.11 

- 표준이 많고 광범위 -> 일부로 줄이자 – for 제품 호환성을 맞추는 목적 – 무선랜 제품에 대한 조직이 wifi

- 무선이니, CSMA/CA 기반으로 만들어졌다

 

+ Ad hoc (like Mesh) / 중앙집중형 장치 없이, 각각의 host가 통신하는 것 / 스위치 같은 게 없는 상황 

- AP (Access point, 유무선공유기) – 인터넷을 타고 나가기 위한 점 / 이건 Controlled access 

 

+ band가 낮으면 멀리 가고, rate가 높으면 고속으로 빠르게 간다는 의미

- band가 높아지면 짧게만 가능하나, 고속으로 보낼 수 있다. // wifi 10G까지 쏠 수 있다. (매우 고속)

 

3. Bluetooth 

- 와이파이와 블루투스는 같은 주파수 영역 사용 (무료 사용 가능한 영역) / 서로 간섭 발생 

- 에릭슨 사에서 만듦 / 키보드 유선 줄을 대체하고자 만든 기술 / 끊임없이 유선으로 바이트를 나른다 

- IEEE 802.15 이후 SIG 단체에서 표준과 기술, 프로모션 -> 독특한 성질이 있음 (어플리케이션까지 표준화)

 

- 블루투스는 IP 통신과 오디오가 가능하다 (유/무선 랜은 X, voice가 무선 위에, 바로 오디오를 실을 수 있음!)

- 블루투스 무선 스피커 시장에서 초대박 -> 끊임없이 날아가는 정보에 강한 기술이다. 

 

4. Blootooth Low Energy (BLE) 

- 초기 블루투스 – 지속적인 통신으로 배터리 소모량 많았다 + 빨리 가야 하는 데이터를 못 보냈다.

-> 기기와 기기를 빠르게 연결하기 위한 BLE 등장! (배터리 성능도 향상)

 

* Bluetooth와 BLE 비교 

- 지연 latency 100ms – 인간 음성 / 6ms – 복잡한 일 X, 매우 빠름, 최소한의 전력으로 빠르게 

- 배터리 소모 1/100로 줄였다 / 음성 지원 불가능

 

- 원래 블루투스는 유선 줄을 1:1 대체 (페어링) 

-> BLE는 네트워킹을 시작함 / ad-hoc – 한 놈이 말하면 다같이 듣기 / mesh – 중앙 장치 없이, 드론 비행 등 

- 유선 무게를 대체할, 자동차 내부의 센서들을 BLE로 대체 

- 센서 간 정보를 주고 받다가, mesh gate way를 통해 인터넷 접속 가능 

+ mesh 네트워킹 전구 / 스마트폰으로 전구 켜기 / BLE mesh -> 받은 정보를 옆으로 전달 가능, 한국 개발

 

5. LoRa 

- 무선으로 10km 정도를, for IoT

- 굴절, 회절이 좋아 멀리 간다 / 저전력 / 전송 속도는 느림 ex) 광산의 센서, 멀리 무선으로 센서 연결

-> 이동 통신에 초점을 맞춘 LoLaWAN -> 무료라서 통신사가 선호하는 기술은 X, 전세계에 쓰는 회사 많음

- 사람이 아니라 기기와 센서를 연결 / 레이어 1/2 있음 

-> 위의 소프트웨어는 나 혼자 만들어서 써라