개요 - LAN(Local Area Network, 근거리 통신망) 란?

 

LAN은 300m 이하의 통신회선으로 연결된 PC, 메인프레임, 워크스테이션 들의 집합을 말한다.

 

즉 PC, 메인프레임, 워크스테이션 들을 통신회선을 사용하여 가장 효과적으로 공동으로 사용할 수 있도록 연결된 고속의 통신망이다.

 

1970년대 말에서 1980년 초 제록스사의 한 연구소에서 LAN에 관한 중요한 업적이 이루어졌다. 이 연구소에서 이더넷(Ethernet: 공기가 없는 진공상태의 공간에 전파가 흘러갈 수 있는 물질이 존재한다고 가정하여 지은 독일어 단어 "에테르"에 따온말)이라고 이름을 붙인 컴퓨터 연결 방법이 처음으로 실용화되었다.

 

LAN 통신망은 네트워크 운영체제, LAN 카드, 전송매체로 구성되어 있다.

 

네트워크 운영체제는 네트워크에 연결된 컴퓨터에 서버 기능이나 클라이언트 기능을 할 수 있도록 해주며, 서버는 등록된 클라이언트의 이름과 부여된 권리를 검사한 뒤, 클라이언트의 요구사항을 처리하여 그 결과를 클라이언트에게 전송하는 프로그램의 집합체이다. 주요 네트워크 운영체제는 노벨의 네트웨이, 마이크로소프트의 윈도우 NT, 알리소프트이 LANtastic 등이 있다. 

 

LAN 카드는 컴퓨터 내부의 확장 슬롯에 끼울 수 있는 LAN 카드는 컴퓨터와 전송선을 이어주는 장치이다. LAN 카드는 전압이 낮은 컴퓨터의 2진 병렬 전류 신호가 회선을 타고 멀리갈 수 있도록 전압이 높은 직렬 신호를 변화시켜주는 일종의 프로세서가 내장된 작은 플라스틱 카드 회로판이다. LAN 카드는 통신망에 접속하여 데이터를 전송하는 전송장치이기 때문에 네트워크 접속카드(NIC, Network interface controller)라고도 한다.

 

전송매체는 전류신호를 전달하는 구리 등의 금속선과 빛은 통과시키는 광섬유, 그리고 전파로 연결되는 무선 LAN 등이 있다.

 

 

 

LAN 통신의 핵심인 NIC(네트워크 인터페이스 카드)를 알아보자

 

네트워크란 쉽게 말해 모든 컴퓨터(노드)들을 전송선으로 연결하여 데이터를 전송하거나, 다른 컴퓨터를 사용하기 위한 방법이다. 이 때 하나의 컴퓨터에서 데이터를 전송하면 모든 연결된 컴퓨터(노드)에 데이터가 전달되게 된다. 또한, 이 때 전송되는 데이터를 프레임이라 부르며, 이 프레임은 목적지를 가리키는 주소를 포함한 헤더와 데이터로 구성되어 있다.

 

이 때 컴퓨터 내부의 병렬 2진 데이터를 신호 강도가 강한 직렬 2진 데이터로 변화하여 전송선에 보내주는 장비가 NIC(네트워크 인터페이스 카드)이다. NIC 하드웨어는 컴퓨터에 독립적으로 동작하며 강력하기 때문에 프레임의 비트들을 수신하거나 송신할 때 CPU를 사용하지 않는다.

 

NIC는 컴퓨터의 CPU와 메모리로부터 완전하게 분리된 것으로 생각할 수 있다. NIC가 하는 역할은 다음과 같다.

 

NIC에 프레임이 도착하면 컴퓨터의 물리 주소와 프레임의 목적지 주소를 비교한다. 만일 목적지 주소와 컴퓨터의 물리 주소가 일치하면, 프레임을 접수하여 운영체제로 전달한다. 일치하지 않는 프레임을 버리고, 다음 프레임이 나타낼 까지 기다린다. 프레임을 포착하고 주소를 비교하는 작업은 정상적인 컴퓨터 작업을 간섭하지 않는다.

 

NIC는 자신에게 들어오는 프레임들을 여과하기 위해 물리 주소를 사용한다. 프레임 전송과 수신의 모든 세부적 사항을 다루는 각 프레임 상의 목적지 주소를 컴퓨터의 물리 주소와 비교하여 그 컴퓨터를 목적지로 하지 않는 프레임은 버린다. NIC는 컴퓨터의 CPU를 사용하지 않고 동작하기 때문에 컴퓨터 상의 작업 처리를 간섭하지 않고 LAN을 통해 한 컴퓨터로부터 다른 컴퓨터로 프레임을 전송할 수 있다.

 

 

LAN 상에서 주소를 지정하는 방법은 정적 주소 지정, 구성 가능 주소 지정, 동적 주소 지정 세 가지 방법이 있다.

 

정적 주소 지정 기법은 유일한 물리 주소를 각 NIC에 할당하기 위해 하드웨어 제조회사들이 부여한다. 정적 물리 주소는 하드웨어가 대체되지 않는 한 변하지 않는다.

 

구성 가능 주소 지정 기법은 사용자가 물리 주소를 설정할 수 있다. 대부분의 하드웨어는 단지 한번 구성될 필요가 있다. 구성은 하드웨어가 처음 설치될 때 보통 행해진다. (구성가능한 주소는 영구적이고, 주소는 동일한 네트워크에서만 유일하면 된다.)

 

동적 주소 지정 기법은 컴퓨터가 부팅될 때 물리 주소를 자동으로 할당하는 기법이다. 대부분의 동적 주소 지정 기법들은 컴퓨터가 다른 컴퓨터가 사용하지 않는 주소 값을 찾을 때까지 랜덤 수를 선택해야 한다. (장점은 한 LAN 상의 컴퓨터들이 다른 LAN상의 컴퓨터들과 동일한 주소를 사용할 있다. 하지만 잠재적 충돌(potential confilct)과 비영구적인 것이 단점이다.)

 

 

NIC가 프레임의 내용을 식별하는 방법을 알아보자.

 

네트워크 하드웨어 설계자는 유형 정보를 프레임 내에 포함시킨다. 여러 가지 프레임 유형들을 식별하기 위해 사용되는 값들을 명시한다. 그 내용들을 식별하기 위해 사용되는 프레임의 비트들을 프레임 유형 필드라 부른다. 이 방법이 명시적인 방법이고, 네트워크 하드웨어는 유형 필드를 포함시키지 않고 프레임은 단지 자료만 운반한다. 따라서 수신자와 송신자는 프레임의 내용들에 대한 상호 합의해야 하거나 유형 필드로서 프레임의 자료 부분의 일부를 이용하도록 동의해야 한다. 이와 같은 방법이 묵시적 방법이다.

 

각 LAN 기술들은 프레임 형식을 정의한다. 대부분의 기술들은 헤더와 그 뒤를 따르는 자료 영역으로 구성되는 프레임을 갖는다. 헤더의 형식과 크기는 고정되어 있으므로, 모든 프레임은 동일한 헤더 형식을 갖는다. 자료 영역의 크기는 프레임으로 전송되는 자료에 의해 결정된다.