Chapter 9 Introduction To Data-Link Layer

Nodes and Links

data-link layer에서의 communication은 node-to-node이다. 데이터는 목적지까지 가기 위해 많은 네트워크(LANs and WANs)를 거쳐야 한다.

LANs와 WANs는 router로 연결되어있다. 우리는 보통 두 host와 router들을 node라 하고 그 사이의 network를 link라고 한다.

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Services

Data-link layer는 physical 그리고 network layer사이에 위치한다.

Data-link layer는 network-layer에 서비스를 제공하고 physical layer에게서 서비스를 받는다.

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Two Categories of Links

두 개의 node가 cable이나 air로 physically connected 되었다 할지라도 우리는 data-link layer가 어떻게 매체가 사용될 것인지를 통제한다는 것을 기억하고 있어야 한다.

우리는 매체의 모든 용량을 사용할 수 있는 data-link를 가질 수 있다.

다른 말로, 우리는 point-to-point link나 broadcast link를 가질 수 있다.

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Two Sublayers

우리는 data-link layer을 두 가지 sublayer : data link control(DLC)와 media access control(MAC)로 나눌 수 있다.

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Link-Layer Addressing

IP address는 network layer에서 identifier이다. 하지만 Internet과 같은 internetwork에서 IP address만을 가지고 datagram을 목적지까지 옮길 수 없다.

Source and destination IP addresses는 paket이 어느 링크를 통과해야 할지 정의하지 못한다.

IP address는 router에서 어디로 갈 지 저장하고 있지 않다.

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ARP

몇몇의 link-layer protocols는 unicast,multicast, 그리고 broadcast라는 3가지 타입의 주소들로 정의된다.

Node가 IP datagram을 다른 node로 보낼 때, 받는 node의 IP address를 가지고 있다. 그러나 우리는 다음 node의 link-layer address가 필요하다.

이 때, Address Resolution Protocol(ARP)가 도움이 된다.

ARP는 Link-layer에서 이루어진다.

N2로 데이터를 보내고 싶지만 link-layer address를 모르기 때문에 먼저 request를 보내고 N2의 link-layer address인 L2를 받게 된다.

처음ARP packet에는 Destination hardware address(data link address)가 비어있다.

처음 N1에서 ARP request가 모두에게 일어난다. 그리고 ARP reply는 원하는 목적지는 N2에서만 일어나게 되고 L1에게만 보내지게 된다.

네트워크 계층에서 전달된 두 데이터그램의 IP주소 NA, NB 중 목적지 주소인 NB로 향하기 위한 다음 라우터의 IP주소를 확인하기 위해 Forwarding Table을 확인한다. Forwarding Table에서 다음 경로인 라우터 R1에 대한 IP 주소 N1을 반환하고, N1에 대한 MAC주소를 ARP에서 검색한다. NA에 대한 MAC주소는 현재 라우터의 인터페이스 내에 저장되어 있으므로 그대로 사용한다.

Alice에게서 온 signal은 R1 router로 보내지게 된다. Signal은 Physical layer 와 Data-link layer을 거치고 다시 역으로 거치면서 Data-link layer에서 다시 ARP가 발생해 다음 목적지의 data-link address인 L3를 받아오게 된다. 시작 data-link address인 L2와 도착 data-link address인 L3가 Datagram과 묶여 Frame이 되어 Signal로 전송되어진다. 위 동작이 R2에서도 반복된다.