이더넷과 LAN 의 구체적인 차이점과 연결은 무엇입니까? 고수에게 개념 등의 방면에서 분석해 달라고 부탁하다.

△ 이더넷 연결

토폴로지:

버스 유형: 필요한 케이블 수가 적고, 가격이 저렴하며, 관리 비용이 많이 들고, 장애 지점을 격리하기 어렵고, * * * 액세스 메커니즘을 사용하여 네트워크 정체를 일으킬 수 있습니다. 초기의 이더넷은 버스 토폴로지를 많이 사용했으며 동축 케이블을 전송 매체로 사용하여 쉽게 연결할 수 있었습니다. 일반적으로 소규모 네트워크에는 특별한 네트워크 디바이스가 필요하지 않지만, 고유의 결함으로 인해 허브와 스위치를 핵심으로 하는 스타 네트워크로 대체되고 있습니다.

Star: 관리가 쉽고, 확장이 쉽고, 네트워크의 핵심 노드로 전용 네트워크 장치가 필요하며, 더 많은 네트워크 케이블이 필요하며, 핵심 장치에 대한 신뢰성 요구 사항이 높습니다. 전용 네트워크 장치 (예: 허브 또는 스위치) 를 핵심 노드로 사용하여 LAN 내의 호스트는 꼬인 쌍선을 통해 코어 노드에 연결되어 스타 구조를 형성합니다. 스타 네트워크는 버스 네트워크보다 더 많은 케이블이 필요하지만 케이블 연결 및 커넥터는 버스 네트워크보다 저렴합니다. 또한 스타 토폴로지는 다중 구간 (cascaded) 을 통해 네트워크를 대규모로 쉽게 확장할 수 있으므로 대부분의 이더넷에서 널리 사용되고 채택됩니다.

전송 미디어:

이더넷은 동축 케이블, 트위스트 페어 및 광섬유를 포함한 다양한 연결 미디어를 사용할 수 있습니다. 여기서 트위스트 페어 (twisted pair) 는 호스트와 허브 또는 스위치 간 연결에 주로 사용되며, 광섬유는 주로 스위치 간 캐스케이딩 및 스위치와 라우터 간 포인트 투 포인트 링크에 사용됩니다. 동축 케이블은 초기의 주요 연결 매체로서 점차 도태되었다.

인터페이스의 작동 모드:

이더넷 카드는 반이중 모드와 전이중 모드의 두 가지 모드로 작동할 수 있습니다.

반이중: 반이중 전송 모드는 이더넷 반송파 수신 멀티홈 충돌 감지를 가능하게 합니다. 기존 LAN 은 반이중으로 작동하며 한 번에 한 방향으로만 데이터를 전송할 수 있습니다. 양방향의 데이터가 동시에 전송되면 충돌이 발생하여 이더넷의 효율성이 떨어집니다.

전이중: 전이중 전송은 지점 간 연결을 사용합니다. 이 배열은 트위스트 페어 (twisted pair) 에 두 개의 별도 회선을 사용하기 때문에 충돌하지 않습니다. 이는 새 미디어를 설치하지 않고 대역폭을 늘리는 것과 같습니다. 예를 들어 앞의 예에서 역 사이에 평행 레일을 추가하면 두 열차가 동시에 두 방향으로 통과할 수 있습니다. 이중 모드에서는 충돌 감지 회로를 사용할 수 없으므로 이중 연결당 하나의 포트만 지점 간 연결에 사용됩니다. 표준 이더넷의 전송 효율은 대역폭의 50 ~ 60%, 이중 양방향 제공 100% 의 효율을 달성할 수 있습니다.

△ 이더넷 작동 원리

이더넷은 충돌 감지 기능이 있는 CSMA/CD 메커니즘을 사용합니다. 이더넷의 모든 노드는 네트워크에서 전송되는 모든 정보를 볼 수 있으므로 이더넷을 브로드캐스트 네트워크라고 합니다. 이더넷은 다음과 같이 작동합니다.

이더넷의 호스트가 데이터 전송을 원할 경우 다음 단계를 따릅니다.

1, 프레임 수신 채널에 신호가 있는지 여부. 예인 경우 채널이 사용 중임을 나타내며 채널이 유휴 상태가 될 때까지 프레임 수신이 계속됩니다.

신호가 들리지 않는 프레임이 없으면 데이터를 전송합니다.

3. 전송 중 프레임 수신을 계속합니다. 충돌이 발견되면 롤백 알고리즘을 실행합니다. 일정 기간 임의로 기다린 후 1 단계를 다시 실행합니다. 충돌이 발생하면 충돌에 참여하는 컴퓨터는 혼잡 시퀀스를 보내 모든 노드에 경고합니다.

4. 충돌이 발견되지 않으면 전송이 성공하고 컴퓨터가 해당 프레임의 채널 상태로 돌아갑니다.

참고: 컴퓨터당 한 번에 하나의 패킷만 전송할 수 있으며, 모든 컴퓨터는 데이터 전송을 다시 시도하기 전에 마지막 전송 후 9.6 마이크로초를 기다려야 합니다 (10Mbps 로 실행).

△ 프레임 구조

이더넷 프레임 개요:

이더넷 프레임은 데이터 링크 계층의 캡슐화로, 네트워크 계층의 패킷에 프레임 헤더와 프레임 끝을 추가하여 데이터 링크 계층에서 인식할 수 있는 데이터 프레임 (프레임) 이 됩니다. 프레임 헤더와 프레임 끝에 사용되는 바이트 수는 고정되어 있지만 이더넷 길이는 패키지 크기에 따라 64 ~ 15 18 바이트 (8 바이트 선행 제외) 로 변경됩니다.

△ 충돌/충돌 영역

충돌: 이더넷에서 두 개의 데이터 프레임이 동시에 물리적 전송 미디어로 전송되고 전체 또는 부분적으로 겹치는 경우 데이터 충돌이 발생합니다. 충돌이 발생할 경우 물리적 네트워크 세그먼트의 데이터는 더 이상 유효하지 않습니다.

충돌 도메인: 동일한 충돌 도메인의 각 노드가 전송된 모든 프레임을 수신할 수 있습니다.

충돌에 영향을 미치는 요소: 충돌은 이더넷 성능에 영향을 미치는 중요한 요소입니다. 충돌로 인해 로드가 40% 를 초과하면 기존 이더넷의 효율성이 크게 떨어집니다. 충돌은 여러 가지 이유로 발생합니다. 충돌 영역에 노드가 많을수록 충돌 가능성이 커집니다. 또한 패킷 길이 (이더넷 최대 프레임 길이 15 18 바이트), 네트워크 지름 등의 요소도 충돌 발생에 영향을 줍니다. 따라서 이더넷 규모가 증가하면 충돌의 만연을 통제하기 위한 조치를 취해야 합니다. 일반적인 방법은 브리지와 스위치를 사용하여 네트워크를 세그먼트화하고 큰 충돌 도메인을 작은 충돌 도메인으로 나누는 것입니다.

△ 방송/방송 도메인

브로드캐스트: 네트워크 전송에서는 연결된 모든 노드에 메시지를 전송하는 것을 브로드캐스트라고 합니다.

브로드캐스트 도메인: 모든 장치에서 전송된 브로드캐스트 프레임을 수신할 수 있는 네트워크의 모든 장치 모음입니다.

브로드캐스트 도메인과 브로드캐스트 도메인의 차이점: 브로드캐스트 네트워크는 프레임이 해당 노드로 전송되는지 여부에 관계없이 네트워크의 모든 노드에서 전송된 데이터 프레임을 수신할 수 있음을 의미합니다. 대상이 아닌 노드의 호스트가 데이터 프레임을 수신했지만 처리되지 않았습니다.

방송은 브로드캐스트 프레임으로 구성된 데이터 트래픽으로, 브로드캐스트 주소 (주소의 각 비트는 "1") 를 대상으로 네트워크의 모든 컴퓨터에 해당 프레임을 수신하여 처리하도록 지시합니다.

△ * * * 이더넷을 즐기세요

* * 이더넷을 즐기는 일반적인 대표로는 10Base2/ 10Base5 를 사용하는 버스 네트워크와 허브 (허브) 를 핵심으로 하는 스타 네트워크가 있습니다. 허브를 사용하는 이더넷에서 허브는 허브의 동일한 물리적 버스 구조에 연결된 하나의 중앙 장치에 많은 이더넷 장치를 집중시킵니다. 본질적으로 hub 기반 이더넷은 원래 버스 이더넷과 본질적으로 다르지 않습니다.

중추의 작동 원리:

허브는 트래픽을 처리하거나 확인하지 않고 한 포트에서 수신한 신호를 다른 포트에 반복적으로 배포하여 물리적 미디어를 확장합니다. 허브 * * * 에 연결된 모든 장치는 동일한 미디어를 공유하므로 동일한 충돌 도메인, 브로드캐스트 및 대역폭을 공유합니다. 따라서 허브와 허브에 연결된 장치는 충돌 도메인을 구성합니다. 한 노드에서 브로드캐스트 메시지를 보내면 허브는 연결된 모든 노드에 브로드캐스트를 전파하므로 브로드캐스트 도메인이기도 합니다.

허브의 작동 특성:

허브는 주로 소형 이더넷에 사용됩니다. 허브는 일반적으로 외부 전원 (활성) 을 사용하기 때문에 수신되는 신호가 확대됩니다. 경우에 따라 허브는 "다중 포트 리피터" 라고도 합니다.

중계기와 마찬가지로 허브는 물리적 계층에서 작동하는 네트워크 장치입니다.

* * * 즐거운 이더넷의 단점: 모든 노드가 동일한 충돌 도메인에 연결되어 있으므로 한 프레임이 어디서 왔든 어디를 가든 모든 노드에서 이를 수신할 수 있습니다. 노드가 증가함에 따라 대량의 충돌로 인해 네트워크 성능이 급격히 저하될 수 있습니다. 또한 허브는 한 번에 하나의 데이터 프레임만 전송할 수 있으므로 허브의 모든 포트가 동일한 대역폭을 공유해야 합니다.

△ 스위치 이더넷

스위치 패브릭:

스위치 이더넷에서 스위치는 수신된 데이터 프레임의 MAC 주소를 기준으로 데이터 프레임을 전송할 포트를 결정합니다. 포트 간 프레임 전송은 서로 차단되기 때문에 노드는 자신이 보낸 프레임이 스위치를 통과할 때 다른 노드에서 보낸 프레임과 충돌하는지 걱정할 필요가 없습니다.

왜 * * * 전용 네트워크 대신 스위치 네트워크를 사용해야 합니까?

충돌 감소: 스위치가 각 포트의 충돌 (각 포트는 충돌 도메인) 을 격리하여 충돌 전파를 방지합니다.

대역폭 증가: 스위치에 액세스하는 각 노드는 각 노드 * * * 대신 모든 대역폭을 사용할 수 있습니다.

△ 이더넷 스위치

스위치 작동 방식:

스위치는 수신된 데이터 프레임의 소스 MAC 주소와 스위치 포트 간에 매핑을 설정하고 MAC 주소 테이블에 기록합니다.

스위치는 데이터 프레임의 대상 MAC 주소를 설정된 MAC 주소 테이블과 비교하여 전달할 포트를 결정합니다.

데이터 프레임의 대상 MAC 주소가 MAC 주소 테이블에 없는 경우 모든 포트로 전달됩니다. 이 과정을 홍수라고 한다.

브로드캐스트 프레임 및 멀티 캐스트 프레임은 모든 포트로 전달됩니다.