유선 네트워크에 연결하기 위해 이더넷 어댑터를 지급받았다.
어댑터의 맥 주소를 알려드리고, IP와 서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS 정보를 수동으로 입력했더니 인터넷 연결이 되었다.

여기서 보이는 10/100은 해당 LAN포트(어댑터)가 지원하는 네트워크 속도(대역폭)을 의미한다. 즉, 이 장치는 자동으로 상대 장비와 맞춰서 (Auto Negotiation), 10Mbps 또는 100Mbps 속도로 통신하는 네트워크 인터페이스라는 뜻이다.

하드웨어 탭에서 '속도'를 보면 100baseTX라고 적혀있는데, 이 이름은 통신속도/채널종류/케이블종류를 의미한다. 100baseTX는 Category 5 UTP 케이블을 사용하며 최대 거리는 100미터, 전송 속도는 100Mbps짜리 케이블이다.

100Mbps면 무선보다 느리지 않을까해서 속도 비교를 해보았는데, 역시나 무선이 3배정도나 빨랐다.

원래는 유선이 더 빨라야하는게 맞지만 어댑터의 최대 속도가 낮아서 무선보다 느린 것이다.
쩝.. 티켓팅할 때는 무선으로 해야겠다.

이왕 장비를 받아 세팅을 한 김에 '이더넷'에 대해 공부해보았다.

Ethernet

이더넷은 장치가 근거리 통신망 내에서 통신할 수 있도록 하는 유선 네트워킹 기술이다. 네트워킹 기술에는 이더넷 외에도 토큰링, PPP, FDDI, ATM 등이 있다. 이 가운데 오늘날 가장 널리 사용되는 것은 이더넷이며, 초기 이더넷에서는 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) 방식으로 여러 장치의 전송 충돌을 관리했다.

CSMA/CD는 여러 장치가 하나의 선로를 함께 사용할 때, 먼저 통신 중인 사람이 있는지 듣고(Carrier Sense), 비어 있으면 데이터를 보내며(Multiple Access), 만약 동시에 보내서 충돌이 나면 이를 감지한 뒤(Collision Detection) 잠시 기다렸다가 다시 전송하는 방식이다. 초기의 허브 기반 네트워크에서는 이런 충돌 관리가 중요했다.

다만 요즘은 허브보다 스위치를 사용하고, 송신과 수신을 동시에 할 수 있는 Full Duplex 환경이 일반적이어서 실제로 충돌이 거의 발생하지 않는다. 그래서 현대의 이더넷에서는 CSMA/CD 자체보다도 링크 속도, Auto Negotiation, MAC 주소, 스위치 연결 같은 개념이 더 자주 등장한다.

이더넷은 2계층(데이터 링크 계층) 프로토콜이다. 데이터 링크 계층은 같은 네트워크 구간 안에서 데이터를 프레임(frame) 단위로 전달하며, 이때 장치를 구분하는 기준이 MAC 주소이다. 케이블이 연결되어 링크가 형성되면, 같은 LAN 안에서 어느 장치로 프레임을 보낼지 ARP를 통해 결정되고, 이더넷이 목적지 MAC 주소로 프레임을 전달한다. 어댑터의 MAC 주소를 알려드렸던 것도, 네트워크에서 이 장치를 식별하고 어떤 장비가 해당 포트에 연결되는지 관리하기 위해서이다.

통신 과정

이더넷이 장치를 연결하고 통신하는 과정은 생각보다 단순하다.

먼저 컴퓨터의 이더넷 어댑터와 스위치(또는 공유기)의 포트를 UTP 케이블로 물리적으로 연결한다. 케이블이 꽂히면 양쪽 장비는 전기 신호를 주고받으면서 링크가 살아 있는지 확인하고, 서로 어떤 속도와 방식으로 통신할지 협상한다. 이것이 Auto Negotiation이다. 이 과정이 끝나면 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps 같은 링크 속도와 Half Duplex 또는 Full Duplex 여부가 결정되고, 그다음부터 실제 데이터 송수신이 가능해진다.

링크가 만들어졌다고 해서 바로 인터넷이 되는 것은 아니다. 이더넷은 기본적으로 같은 LAN 안에서 프레임이라는 단위로 데이터를 전달한다. 프레임 안에는 출발지 MAC 주소와 목적지 MAC 주소가 들어간다.

예를 들어 내 PC가 같은 사무실 안의 다른 장비와 통신하려고 하면, 먼저 누구에게 보낼지 목적지 MAC 주소를 알아야 한다. 이때 사용하는 것이 ARP(Address Resolution Protocol) 이다. 내가 알고 있는 것은 보통 IP 주소이기 때문에, "이 IP를 가진 장비의 MAC 주소는 무엇인가?"를 LAN 전체에 묻고, 해당 장비가 자신의 MAC 주소를 응답하면 그제서야 이더넷 프레임을 만들어 전송할 수 있다.

스위치는 이렇게 전달된 프레임을 보고 목적지 MAC 주소가 어느 포트에 연결된 장치인지 판단해서 해당 포트로만 내보낸다. 허브처럼 모든 포트에 무조건 뿌리는 것이 아니라, 필요한 방향으로만 보내기 때문에 충돌이 줄고 효율도 좋아진다. 스위치는 평소에 들어오는 프레임의 출발지 MAC 주소를 보고 "이 MAC 주소는 이 포트에 연결되어 있구나" 하고 MAC 주소 테이블을 학습한다. 그래서 같은 LAN 안에서는 스위치가 일종의 교통정리 역할을 하며 각 장치 사이의 통신을 이어준다.

인터넷 통신은 여기서 한 단계 더 올라간다. 내가 웹사이트에 접속할 때는 최종 목적지가 같은 LAN 안에 있는 장비가 아니라 외부 네트워크에 있기 때문에, 내 PC는 데이터를 기본 게이트웨이(보통 공유기) 쪽으로 보낸다. 이때 IP 계층에서는 목적지가 외부 서버의 IP 주소이지만, 이더넷 계층에서는 우선 같은 LAN 안에 있는 게이트웨이의 MAC 주소를 목적지로 삼아 프레임을 만든다. 즉 이더넷은 같은 LAN 내에서 프레임을 전달하고, IP는 그보다 더 넓은 네트워크에서 어디로 가야 하는지를 결정하는 역할을 맡는다.

정리하면, 이더넷은 케이블과 포트로 물리적인 연결을 만들고, MAC 주소를 이용해 같은 LAN 안에서 누구에게 데이터를 보낼지 결정하며, 스위치는 그 프레임을 알맞은 포트로 전달한다. 그리고 그 위에 IP, 서브넷 마스크, 게이트웨이, DNS 같은 설정이 올라가면 인터넷까지 사용할 수 있다.