[네트워크]고속기가 LAN

1. LAN 스위칭(Switching)의 정의 및 전반적인 개요
2. 기존의 LAN과 스위칭 LAN의 차이점
3. 스위치의 종류, 구조, 동작원리 등을 알아봄으로써 스위칭 LAN에 사용되는 스위치 이해 ◈ 고속 이더넷(Fast Ethernet)의 개요 및 구조, 특징
4. 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)의 특성
5. 기가비트 이더넷의 계층 구조별 역할
6. 10G 기가비트 이더넷의 특성 및 구조

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LAN 스위칭의 개요

지금의 LAN은 실시간으로 사용하고자 할 경우 혹은 대용향의 데이터를 전송하는경우에는 적합하지 않았음

-> LAN 세그먼트를 스위치 포트에 연결한것이 LAN스위칭

ASIC기술의 발전으로 스위칭을 ASIC이라는 하드웨어가 수행하게 함으로써, 스위칭 속도를 획기적으로 향상

 

공유LAN과 스위칭LAN

기존의 이더넷 (CSMA/CD)방식 -> 반이중 통신 : 양방향 가능하지만 동시는 불가능

스위칭 LAN -> 전이중통신 : 동시에 양방향으로 전송될 수 있는 방식으로 충돌이 발생하지 않음.

 

스위치의 종류

1. 응용방법에 의한 구분

-대칭스위치 : 동일 대역폭을 가진 LAN세그먼트 대한 스위칭

-비대칭스위치 : 다른 대역폭을 가진 LAN세그먼트에 대한 스위칭

 

2. OSI 참조모델을 의한 구분

-2계층 스위치 - MAC

-3계층 스위치 - IP

-4계층 스위치 - Port

 

스위치의 구성요소

-전송로직 : 학습로직

             :필터/전송로직

             :포트 인터페이스

             : 송수신지 케이블

-입출력포트 : 엑세스포트와 네트워크 업링크 

 

 

스위칭 방법에 따른 분류

-Cut-Through 스위치 : 첫 몇바이트만 읽음 -> 프레임의 중계시간 최소화

-Interim Cut-Through 스위치 : 크기가 작은 런트 프레임의 중계를 막는 기능을 보강한 스위치

-Store-and-forward 스위치 : 전체프레임을 수신하는 방식으로 기존의 브리지와 같은 방식으로 스위칭

 

스위치의 구조

-크로스바 : 점대점 연결을 최적화 하기 위해 설계 , 여러개의 도로가 하나의 교차로를 지나는 형태

-공유메모리: 입력 버퍼들이 하나의 주 메모리에 있는 구조

-고속버스: 스위칭 ASIC침들 사이에서 고속의 데이터버스가 연결, NonBlocking스위치

 

고속이더넷 -> 기가비트 이더넷 -> 10기가비트 이더넷

고속 이더넷 : 기존의 이더넷 속도를 향상시키기 위해 나타난 기술 , 데이터 전송속도를 100Mbps로 향상

전파지연은 비트타임으로 측정됨

-이더넷 표준 : 10BASE-T 이런 형식

-IEEE 802 표준 : 802.3_의 형태

 

기가비트이더넷 : 큰 대역폭을 지원할 수 있는 고속의 네트워킹 기술 필요 , 멀티미디어 데이터 활성화로 인한 서비스 품질 지원

GEA

표준화된 물리층 규격 : ANSI NCITS T11, 파이버 채널 규격

3가지 1000BASE-X 표준화

- SX : 단파장 , 수평적이고 짧은 단거리 백본용

- LX : 장파장, 멀티모드 - 빌딩백본, 싱글모드 - 캠퍼스 백본

- CSX : 2심 동축케이블을 사용하는 단거리 접속용 구리선 방식, 저렴하고 설치가 빠름

1000BASE-T : 4쌍의 카테고리 5 UTP케이블

특징: 전이중, 반이중 통신 지원 (10기가:  전이중통신만)

IEEE802.3 프레임 형태를 그대로 이용

CSMA/CD방식 이용 : 프레임의 크기를 64바이트 -> 512바이트로 확장

                          : 캐리어 확장 (64 -> 512)

                         : 프레임 버스팅 (작은 프레임들을 모아서 한번에 전송하는 방식 

                           * 반이중통신에서 캐리어 확장은 필수로 구현되어야하지만 프레임 버스팅은 선택사항

기가비트이더넷의 구성

: RS - MAC과 물리계층 연결을 위한 인터페이스 

GMII(하위계층 PCS - 8B10B, PMA-상위 PCS와 연결, PMD-펄스파로 변경) , 물리계층은 파이버채널 기술 사용

 

고속           ->           기가

MII                          GMII

전이중반이중             전이중

4B5B                        8B10B

                              MAC제어계층 O

 

부호화 방식 : 데이터 부호간의 상호간섭 문제나 전송 손실의 증가에 의한 신호대 잡음비 저하등의 문제 발생

8B10 : 10비트의 무호로 변환하면서 남는 부호의 여분을 제어부호로 활용하여 사용

 

*러닝 디스패리티: 에러검출 방법 - 예측과 다른 RD값을 갖는 부호를 송신할 경우 에러로 판단

 

10기가비트 이더넷

: 서버의 지속적인 향상, 고성능의 SSD장착, 가상화 솔루션 도입 클라우드 빅데이터로 대역폭의 요구 증가

특징 : 전이중방식만 지원하도록 정의

       : 광케이블과 동축케이블을 사용하도록 권장

       : 8B10B, SONET/SDH 과의 호환을 위해서는 15B/16B, MB810, PAM-5

       : MII -> GMII -> XGMII

 

*8B10B, 스트램블링, MB810, PAM-5, 16B/18B, 오류정정