[네트워크] 이더넷이란? 프레임 구조와 CSMA/CD

이더넷은 OSI 1계층과 2계층의 기술 규격으로, 유선 네트워크 대부분이 이더넷을 씁니다. 패킷에 프리앰블, 헤더(MAC 주소), FCS를 붙여 프레임을 만들고, 전통적으로 CSMA/CD로 충돌을 처리합니다.

1. 정의

이더넷(Ethernet)은 OSI 1계층(물리)과 2계층(데이터 링크)의 기술 규격입니다. 유선 네트워크는 거의 대부분 이더넷을 사용합니다. 컴퓨터는 48비트 MAC 주소로 식별합니다.

2. 프레임 구조

이더넷은 네트워크 계층에서 받은 패킷에 다음 정보를 붙여 프레임을 만듭니다.

 

구성	역할
프리앰블	프레임의 시작을 알림
헤더	목적지·출발지 MAC 주소, 상위 프로토콜 종류
데이터	네트워크 계층에서 받은 패킷
FCS	비트 오류 검사

이더넷 프레임 구조

3. CSMA/CD

이더넷의 큰 특징은 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)로 통신한다는 점입니다.

 

용어	뜻
Carrier Sense	회선에 신호가 있는지 감지
Multiple Access	여러 장치가 한 회선을 함께 사용
Collision Detection	보낸 데이터가 충돌했는지 감지

 

누군가 회선에서 통신 중이면 기다렸다가, 회선이 비면 데이터를 보냅니다. 여러 장치가 동시에 보내 충돌하면 각자 임의의 시간만큼 기다린 뒤 다시 보냅니다. 충돌이 너무 많으면 통신 자체가 어려워질 수 있어 대기 시간을 무작위로 두며, 재전송을 15번 반복(총 16번 시도)해도 계속 충돌하면 전송을 포기합니다.

CSMA/CD는 허브처럼 충돌 영역을 공유하는 반이중 환경에서 동작합니다. 스위치와 전이중 통신을 쓰는 요즘 네트워크에서는 충돌이 거의 일어나지 않습니다.