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네트워크기초 · 26분 읽기

Ethernet 프레임 구조와 MAC 학습

Ethernet II의 필드·바이트 경계와 VLAN 태그·패딩·FCS를 해석한다. 합성 헤더와 MAC 학습 과정을 따라 캡처 길이와 실제 전달 동작을 연결한다.

EthernetMAC스위치CAMFloodingFCSWi-Fi802.11CSMA/CA

개념부터 찾아보기

정의·역할·동작 원리를 독립 페이지에서 확인하세요. 본문의 밑줄 용어에도 설명이 있습니다.

이 노트에서 설명할 수 있게 되는 것

  1. Ethernet II 필드를 바이트 위치와 길이로 구분한다.
  2. MAC 학습과 목적지 조회를 단계별로 추적한다.
  3. 태그·패딩·FCS·캡처 길이의 차이를 계산한다.
  4. 프레임 오류와 전달 정책 오류를 관측 자료로 구분한다.
먼저 알면 좋은 개념OSI 계층·TCP/IP와 홉별 캡슐화

01학습 범위: 프레임과 선로에서의 전송

  • 의 범위은 인접 링크에서 프레임을 전달하는 방식이다. 이 장에서는 일반적인 II와 단일 C-tag 프레임을 기준으로 필드를 읽는다.
    • 주소부터 까지를 프레임 길이로 세며, 그 앞의 동기화 정보와 프레임 사이 간격은 따로 다룬다.
    • 이 기준을 먼저 고정해야 64바이트, 1518바이트, 1500이라는 숫자가 서로 충돌하지 않는다.
  • 과 PHY은 프레임 형식과 매체 접근을, PHY는 신호의 와 물리 매체 송수신을 담당한다. 현대의 전이중 스위치 링크에서는 송신과 수신이 분리되며 공유 허브처럼 로 충돌을 해결하지 않는다.
    • 그렇다고 최소 프레임 크기나 가 사라지는 것은 아니다.
    • 실제 캡처가 어느 계층에서 이루어졌는지를 기록하고, 화면에서 보이는 바이트를 선로에서 전송한 모든 정보와 동일시하지 않는다.
  • 반이중과 전이중공유 반이중 매체에서는 송신 전 매체 사용 여부를 감지하고 동시에 송신해 충돌하면 중단· 후 다시 시도하는 가 사용되었다. 스위치의 전이중 point-to-point 링크에서는 충돌 경쟁이 없지만 혼잡으로 출력 큐가 넘쳐 드롭되는 현상은 여전히 있다.
    • 충돌·물리 오류·혼잡 드롭을 한 가지 네트워크 지연 현상으로 합쳐 설명하지 않는다.

02케이블·PHY·duplex와 충돌 영역

  • 100BASE-TX·케이블100BASE-TX의 100은 100 Mbit/s, BASE는 baseband, TX는 해당 구리선 PHY 계열을 나타낸다. 전형적인 100BASE-TX 링크는 규격에 맞는 꼬임선 케이블에서 100 m 구간을 기준으로 설계한다.
    • UTP는 비차폐 꼬임선이고 차폐 케이블은 구조·접지·설치 환경에 따라 선택한다.
    • UTP는 무조건 실내, 는 무조건 실외라는 분류가 아니며 라는 케이블 약어와 도 다르다.
  • MDI·MDI-X10/100BASE-T의 고전적인 MDI/MDI-X 연결에서는 straight-through와 crossover 배선을 구분한다. 같은 배선 규칙으로 양끝을 만든 straight-through와 T568A/B 조합의 crossover가 송수신 쌍 배치에 영향을 준다.
    • Auto-MDI-X를 지원·활성화한 포트는 이 구분을 자동 보정할 수 있다.
    • 콘솔 rollover 케이블은 데이터 링크용 crossover와 다른 핀 배치·용도이다.
  • 광섬유광섬유는 코어와 클래딩의 굴절률 차이를 이용해 빛을 유도하며 단일모드·다중모드는 전파 모드의 차이이다. 광원 개수나 거울 용액으로 구분하지 않는다.
    • 허용 거리는 광섬유 종류, 파장, 광 모듈, 손실 예산에 따라 달라지므로 모든 광 링크가 20 km까지라는 고정값은 없다.
    • 형식이 같더라도 이를 실어 나르는 PHY와 케이블은 달라질 수 있다.

03Ethernet II 필드와 바이트 경계

  • 헤더 바이트 위치태그가 없는 II는 목적지 6바이트, 출발지 6바이트, 2바이트의 14바이트 헤더로 시작한다. 뒤에는 상위 계층 데이터와 필요한 패딩, 마지막에는 4바이트 가 온다.
    • 따라서 캡처의 첫 바이트를 offset 0으로 잡으면 목적지는 0~5, 출발지는 6~11, 은 12~13 위치다.
    • 상위 데이터는 offset 14부터 시작한다.
  • ·Length은 프레임 안의 데이터를 어떻게 해석할지 알려 준다. 는 0x0800, 는 0x0806, 는 0x86DD다.
    • 같은 두 바이트 위치를 IEEE 802.3 Length 형식으로 사용할 때는 뒤따르는 데이터 길이를 뜻하며 등의 해석이 필요하다.
    • 1500 이하 값은 길이, 1536 이상 값은 Type 해석의 경계이며 그 사이 값에 임의 프로토콜 의미를 부여하지 않는다.
    • 프레임 자체에 포트가 있는 것은 아니다.

설명과 함께 보는 보조 도식

구조 살펴보기

Ethernet II의 MAC 프레임

비태그 기본 프레임. 각 필드를 선택해 바이트 경계와 역할을 확인한다.

앞쪽 · 프레임 앞: Preamble 7 B + SFD 1 B. MAC 길이에서 제외.

뒤쪽 · 프레임 뒤: IFG 96 bit times. 헤더 바이트가 아닌 유휴 시간.

목적지 MAC 6 B

이번 링크에서 받을 인터페이스 또는 그룹 주소.

ff:ff:ff:ff:ff:ff

출발지 MAC 6 B

스위치가 수신 포트와 연결해 학습하는 주소.

02:00:00:00:00:0a

EtherType 2 B

다음 프로토콜을 식별한다.

0x0806 = ARP

데이터·패딩 46~1500 B

상위 데이터가 짧으면 프레임 최소 길이를 맞춘다.

FCS 4 B

목적지 주소부터 데이터·패딩까지의 오류 검사. 일반 캡처에서 빠질 수 있다.

각 필드를 누르면 역할과 예시를 확인할 수 있습니다. 칸의 너비는 실제 바이트 비율과 다릅니다.

기본 Ethernet II 구조 모식도. 블록 너비는 실제 바이트 비율과 다르다.

04Length 형식과 LLC·SNAP를 이어서 읽기

  • 필드 II의 Type 방식과 802.3 Length 방식은 같은 두 바이트를 서로 다르게 해석한다. Length 값은 뒤의 client 데이터 길이를 알리며 최소 프레임을 맞추는 패딩 자체가 상위 메시지인 것은 아니다.
    • Length 형식의 상위 식별은 이어지는 에서 찾는다.
    • 기본 에는 DSAP 1바이트, SSAP 1바이트와 형식에 따라 1 또는 2바이트인 Control이 있다.
  • 형식를 쓰는 일반적인 UI 형식은 AA AA 03인 3바이트 뒤에 OUI 3바이트와 Protocol ID 2바이트를 둔다. OUI 00:00:00인 표준 캡슐화에서 Protocol ID로 을 사용할 수 있다.
    • 모든 프레임이 를 가지는 것은 아니며 BPDU 등의 제어 프레임도 해당 형식으로 구별해야 한다.
    • Type/Length 값 하나가 동시에 프로토콜 번호와 실제 payload 길이라는 설명은 틀리다.

05Preamble·SFD·IFG를 프레임 밖에서 보기

  • ·일반적인 전송에는 7바이트 과 1바이트 가 프레임보다 앞선다. 바이트 표기로 은 0x55의 반복, 는 0xD5로 나타낸다.
    • 수신 동기화와 프레임 시작 구분을 위한 정보이며 목적지 주소의 일부가 아니다.
    • 실제 비트의 전송 순서와 16진수 덤프의 바이트 표기 순서를 섞어 해석하지 않는다.
  • 는 연속 프레임 사이의 유휴 시간이다. 기본 설명에서 96 bit times, 즉 12바이트를 전송할 시간으로 표현하지만 값이 12바이트인 헤더가 삽입되는 것은 아니다.
    • 따라서 최소 프레임의 길이 64에 · 8과 에 해당하는 시간 12를 더해 점유 시간을 추산할 수 있어도, 이를 84바이트 프레임이라고 부르면 틀린다.
    • 고속 PHY의 와 유휴 신호 처리는 이 논리적 프레임 그림과 별도 층위다.

06MAC 주소와 스위치 학습

  • 비트는 일반적으로 48비트이며 목적지에 따라 유니캐스트·멀티캐스트·브로드캐스트를 구분한다. ff:ff:ff:ff:ff:ff는 브로드캐스트 주소다.
    • 첫 옥텟의 하위 비트는 개별/그룹 구분에, 그 다음 비트는 보편/로컬 관리 구분에 쓰인다.
    • 로컬에서 만든 02:00:00:00:00:0a 같은 주소도 가능하므로 을 바꿀 수 없는 제조번호나 강한 신원으로 취급하지 않는다.
  • 출발지 학습·목적지 조회스위치는 수신 프레임의 출발지 과 들어온 포트, 의 관계를 학습한다. 전달 대상을 정할 때는 목적지 을 같은 의 테이블에서 찾는다.
    • 학습과 조회에 사용하는 필드가 다르다.
    • 목적지를 모르면 허용되는 다른 포트로 flooding을 하고, 알면 해당 포트로 전달한다.
    • 조회 결과가 수신 포트와 같으면 그 프레임을 같은 포트로 다시 내보낼 필요가 없다.
    • 브로드캐스트 복제 역시 과 등 전달 조건의 제한을 받는다.

07VLAN 태그·패딩·최소와 최대 크기

  • 필드단일 C-tag는 출발지 주소와 원래 사이에 4바이트를 추가한다. 2바이트는 보통 0x8100이고 2바이트에는 3비트, 1비트, 12비트가 들어간다.
    • 원래 은 태그 뒤로 이동한다.
    • 태그를 넣거나 제거하면 가 검사하는 바이트가 바뀌므로 송출 프레임에 맞는 가 필요하다.
  • 프레임 크기·기본 비태그 프레임은 를 포함해 64~1518바이트이고 데이터와 패딩 합은 46~1500바이트다. 단일 C-tag 형식의 표준 최소는 여전히 64이며 이때 데이터와 패딩 합은 42바이트가 될 수 있고 최대는 1522바이트다.
    • 이미 패딩된 64바이트 프레임에 태그만 추가하면 68바이트가 되므로 관측값 68과 최소 규칙 64를 구분한다.
    • 1500은 일반적으로 상위 IP 패킷을 담는 범위이며 헤더·태그·를 포함한 총길이가 아니다.
    • Jumbo와 여러 태그는 장비가 지원하는 별도 조건을 확인한다.

08FCS와 캡처 길이가 다른 이유

  • 의 검출 범위는 -32 계열 계산으로 전달 중 비트 손상을 검출한다. 기본적으로 목적지 부터 데이터·패딩까지를 대상으로 하며 과 는 포함하지 않는다.
    • 가 맞다는 것은 오류 검사를 통과했다는 뜻이지 송신자가 신뢰되거나 내용이 악성이지 않다는 뜻이 아니다.
    • 암호학적 인증과 역할이 다르다.
  • 캡처에서 빠지는 바이트일반적인 NIC는 ·를 응용 프로그램에 넘기지 않으며 도 제거한 뒤 캡처 경로에 전달하는 경우가 많다. 이때 최소 프레임이 60바이트로 보일 수 있다.
    • 반대로 특정 수집 장비는 를 포함할 수 있으므로 메타데이터와 인터페이스 특성을 확인한다.
    • offload로 태그가 메타데이터로 옮겨지거나 송신 패딩이 나중에 추가될 수도 있다.
    • 화면의 길이가 작다는 사실만으로 runt라고 결론 내리지 말고 실제 선로 수집인지 호스트 내부 관측인지 구분한다.
수업 원본 자료

Wireshark에서 Ethernet II와 ARP 구분하기

64바이트 프레임의 Ethernet II, 브로드캐스트 목적지, ARP EtherType, 패딩과 검증되지 않은 FCS가 보이는 수업 캡처원본 크기로 보기 ↗
수업 원본 캡처. Ethernet 헤더 아래에 ARP 메시지가 담긴 예시입니다. 캡처 자체를 새로 생성하거나 수정하지 않았습니다.

이 자료에서 읽어낼 것

  1. Frame의 64 bytes와 Ethernet II 하위 항목을 구분해 봅니다. 목적지 ff:ff:ff:ff:ff:ff는 브로드캐스트이며 출발지 주소는 별도의 6바이트 필드입니다.
  2. Type: ARP (0x0806)는 페이로드가 IPv4 패킷이 아니라 ARP 메시지라는 뜻입니다. 아래 ARP의 Protocol type: IPv4 (0x0800)는 해석하려는 프로토콜 주소 종류를 말합니다.
  3. ARP 메시지가 짧아 Padding이 붙었습니다. FCS 0x00000000은 [unverified]로 표시되므로 정상 CRC라는 근거로 사용할 수 없습니다. 캡처 환경에 따라 FCS가 없거나 합성된 값으로 보일 수 있습니다.
  4. 192.168.0.2는 이 수업 예시의 사설 주소입니다. Preamble, SFD와 IFG는 이 패킷 트리에서 Ethernet 헤더 항목으로 표시되지 않습니다.

Wireshark 공식 문서: Ethernet 캡처 ↗

예제로 추적

091 Gbit/s 링크에서 최소 프레임 처리량 계산

  1. 계산 전제전이중 1 Gbit/s 에서 태그 없는 64바이트 프레임을 연속 전송하는 가상 계산이다. 충돌·추가 대기·물리 오버헤드는 별도로 두고 의 명목 비트율을 사용한다.
  2. 프레임 외 구간 포함64바이트는 목적지 부터 까지의 크기다. 프리앰블· 8바이트와 12바이트에 해당하는 시간을 더하면 한 주기는 84바이트, 672비트 시간이다.
  3. 초당 프레임 수1,000,000,000 ÷ 672 ≈ 1,488,095프레임/초다. 따라서 1 Gbit/s를 처리한다는 장비도 작은 프레임에서는 약 149만 pps의 처리 능력이 필요하다.
  4. 유효 데이터 비율최소 프레임의 데이터·패딩 영역 46바이트만 세면 46÷84≈54.76%다. 처럼 그중 일부가 패딩이면 실제 프로토콜 데이터 비율은 더 낮아진다.
  5. 큰 프레임과 비교1518바이트 프레임은 같은 방식으로 1538바이트 시간, 약 81,274프레임/초다. 같은 비트율에서도 작은 프레임이 훨씬 많은 조회·버퍼 처리를 요구한다.

1016진수 헤더를 손으로 해석하기

  • 비태그 헤더아래 값은 외부에서 수집한 패킷이 아니라 필드 경계를 읽기 위한 합성 헤더다. 첫 여섯 바이트의 브로드캐스트 목적지, 다음 여섯 바이트의 로컬 관리 출발지, 마지막 두 바이트 08 06의 Type을 분리한다.
    • 이 14바이트만으로 의 질문·응답이나 대상 IP를 알아낼 수는 없다.
    • 그 정보는 이후 메시지를 추가로 읽어야 한다.
  • 태그 해석같은 출발지에 태그를 넣은 예에서는 81 00 다음의 00 64를 로 읽는다. 상위 와 비트가 0이고 가 십진수 100이며 그 뒤의 08 06이 원래 Type이다.
    • 비태그 위치를 그대로 적용해 0x8100을 로 읽거나, 를 상위 프로토콜 번호로 읽으면 뒤의 해석이 모두 어긋난다.
    • 이 예에는 페이로드·패딩·가 없으므로 완전한 프레임 길이나 체크섬 검증용으로 사용하지 않는다.
text
비태그: ff ff ff ff ff ff | 02 00 00 00 00 0a | 08 06
단일 태그: ff ff ff ff ff ff | 02 00 00 00 00 0a | 81 00 | 00 64 | 08 06

합성 헤더 예시. 구분선은 바이트가 아니며 실제 송신용 프레임이 아니다.

11스위치가 MAC을 배우고 전달하는 순서

  • 토폴로지같은 에서 A는 스위치 S의 포트 1, B는 포트 2에 연결되어 있다. 처음에는 두 의 동적 학습 항목이 없다고 가정한다.
  • 서로 다른 테이블스위치는 ·→포트를, 단말 캐시는 →을 기록한다. 한 테이블의 정상 상태가 다른 테이블의 정상 상태까지 증명하지는 않는다.
  • 재학습과 이동이나 장치 이동 뒤에는 다시 학습한다. 빠른 이동은 정상 이동·이중 연결·L2 루프 등을 시간과 으로 구분한다.
  1. A의 프레임 수신S가 포트 1에서 A→B 프레임을 받는다. 수신 과 프레임의 출발지·목적지 을 구분한다.
  2. 출발지 A 학습출발지 인 A를 해당 의 포트 1에 연결해 기록한다. 학습에는 목적지 을 사용하지 않는다.
  3. 모르는 B로 FloodingB의 항목이 없으면 수신 포트를 제외한 같은 의 허용 포트에 복사한다. 와 포트 정책에 따라 실제 전달 포트가 제한된다.
  4. B 응답으로 B 학습포트 2로 들어온 B의 응답에서 B→포트 2를 학습한다. 목적지 A는 이미 알려져 있으므로 포트 1로 전달한다.
  5. 알려진 Unicast 전달이후 테이블이 유효한 동안 A↔B 프레임은 학습된 목적지 포트로 전달된다. 수신 포트와 목적지 포트가 같으면 되돌려 보내지 않는다.

설명과 함께 보는 보조 도식

메시지 순서

MAC 학습과 양방향 전달

같은 VLAN의 A와 B가 처음 통신하며 S의 테이블이 채워지는 예.

단말 A스위치 S단말 B1. A 프레임 수신2. 목적지 미학습3. B 응답 수신4. A 포트로 전달5. 다음 요청6. 알려진 유니캐스트
전체 단계를 한 번에 읽기
  1. 01

    A 프레임 수신

    S는 출발지 A를 포트 1과 연결해 학습한다.

    MAC 테이블
    A→포트 1
  2. 02

    목적지 미학습

    B 항목이 없어 같은 VLAN의 허용된 다른 포트로 flood한다.

    B 항목
    없음
  3. 03

    B 응답 수신

    S는 출발지 B를 포트 2로 학습한다.

    MAC 테이블
    A→포트 1, B→포트 2
  4. 04

    A 포트로 전달

    목적지 A가 알려져 있어 포트 1로 전달한다.

  5. 05

    다음 요청

    A의 학습 정보가 갱신되고 목적지 B가 조회된다.

  6. 06

    알려진 유니캐스트

    이제 B가 있는 포트 2로만 전달한다.

MAC 학습 모식도. 오류 프레임과 정책 차단은 생략한 정상 흐름이다.

12Learning·Aging·Filtering·Forwarding·Flooding의 출력

  • 스위치의 다섯 동작Learning은 출발지 을 수신 포트와 에 연결하는 동작이다. 은 일정 시간 갱신되지 않은 동적 항목을 만료시키는 것이며 그 시간은 장비·설정마다 다르다.
    • Filtering은 목적지 항목이 같은 수신 포트를 가리킬 때 되돌려 보낼 필요가 없거나 정책에 의해 전달하지 않는 경우를 포함한다.
    • Forwarding은 알려진 목적지의 포트로, Flooding은 모르는 목적지나 브로드캐스트를 허용된 같은 의 포트 집합으로 전달한다.
  • 테이블 출력아래 예에서 10의 .000a는 Gi0/1로 배운 주소이다. 다른 에 같은 이 나타나도 이 분리된 학습 공간이면 별도 항목이다.
    • 테이블이 비었다고 캐시까지 비는 것이 아니며, 캐시가 남아 있으면 첫 ping에서도 없이 IP 프레임부터 보일 수 있다.
    • 정상 L2 스위칭은 종단 출발지·목적지 을 자기 으로 바꾸는 과정이 아니다.
text
show mac address-table dynamic
Vlan  Mac Address       Type      Ports
10    0200.0000.000a    DYNAMIC   Gi0/1
10    0200.0000.000b    DYNAMIC   Gi0/2

show interfaces GigabitEthernet0/1
! link state, speed/duplex, CRC, input errors, output drops

수업의 동작을 문서용 주소로 재구성한 출력 형식.

LEARN THROUGH PRACTICE

실습: MAC 학습표와 Ethernet 프레임 연결하기

동적 항목을 포트와 연결하고, 프레임의 주소·종류·패딩과 구별한다.

실습 구성과 전제

  • 같은 의 두 단말이 통신한 표와 별도 프레임을 비교한다. 두 화면을 같은 연속 실행으로 해석하지 않는다.
  • 스위치의 전달표와 캡처 도구의 개별 프레임은 관찰 범위가 다르다.

  1. 동적 학습 결과 조회

    • 스위치는 수신 프레임의 출발지 을 포트에 연결한다. 표의 Destination Address는 이후 전달 때 목적지를 조회하는 키라는 뜻이다.
    • Self는 자체 항목이고 Dynamic은 학습한 단말 주소다. 도 함께 기록한다.
    text
    show mac-address-table

    실제 IOS 명령. 플랫폼에 따라 show address-table을 사용한다.

    4/20 · 구성도 5원본 크기로 보기 ↗
    • Self 한 행과 Dynamic 두 행이 구분된다.
    • Dynamic의 출구가 FastEthernet1/0과 FastEthernet1/1이다.
    확인 기준

    화면의 1 Dynamic 항목 두 개는 Fa1/0과 Fa1/1에 연결된다.

  2. 목적지 MAC과 EtherType 구분

    • 별도 프레임의 목적지 ff:ff:ff:ff:ff:ff는 브로드캐스트, Type 0x0806은 페이로드를 뜻한다.
    • 본문 Protocol type 0x0800은 해석할 프로토콜 주소가 라는 뜻이다. Type과 다른 위치다.
    text
    Wireshark 표시 필터: eth.type == 0x0806

    실습 흐름을 재구성한 명령 예시. 장치·인터페이스 이름은 구성에 맞춰 사용한다.

    GARP와 주소 충돌 · GARP 패킷 분석 (4)원본 크기로 보기 ↗
    • Frame 길이는 64 bytes이며 Ethernet II Type은 ARP 0x0806이다.
    • ARP의 Hardware size 6, Protocol size 4가 별도로 보인다.
    확인 기준

    주소와 주소 필드를 서로 다른 열에 기록한다.

  3. 패딩·FCS의 검증 범위 정리

    • 짧은 메시지 뒤 Padding은 최소 프레임 크기를 채운다. Frame 길이 64와 응용 데이터 길이를 같게 취급하지 않는다.
    • 0x00000000은 unverified다. 값이 보인다고 통과를 의미하지 않는다. ··도 이 프레임 필드와 분리한다.
    text
    show interfaces FastEthernet1/0

    입력 오류·를 확인하는 후속 조회 예시

    확인 기준

    은 표로, 오류는 NIC·인터페이스 통계로 따로 검증한다.

실습에서 확인한 동작 원리

  • 표는 주소와 출구의 관계이고 헤더는 개별 프레임의 정보다.
  • 캡처 길이와 검증되지 않은 를 선로 정상의 근거로 과대 해석하지 않는다.

설정·출력 추가로 확인하기 7장

아래 화면을 펼쳐 위 실습의 설정값, 명령과 확인 기준을 비교해 보세요. 각 묶음은 별도 실습 기록입니다.

실습 화면 묶음 01 1장
4/20 · 실습·개념 참고 화면 1원본 크기로 보기 ↗
  • 「Data Link layer : MAC 주소 (48bit - 24bit OUI + 24bit Serial)」 문맥에 삽입된 원본 실습·개념 참고 화면이다. Ethernet 프레임 구조와 MAC 학습 학습 내용과 함께 당시 구성·설정·관찰 결과를 비교할 수 있다.
실습 화면 묶음 02 3장
Catalyst 초기화 · 경험 내용 (1)원본 크기로 보기 ↗
  • 수업 원본 자료 · 스위치 초기화와 부팅·복구 과정. 원문에서 「경험 내용」에 배치된 그림 또는 화면이다.
Catalyst 초기화 · 경험 내용 (2)원본 크기로 보기 ↗
  • 수업 원본 자료 · 스위치 초기화와 부팅·복구 과정. 원문에서 「경험 내용」에 배치된 그림 또는 화면이다.
Catalyst 초기화 · 경험 내용 (3)원본 크기로 보기 ↗
  • 수업 원본 자료 · 스위치 초기화와 부팅·복구 과정. 원문에서 「경험 내용」에 배치된 그림 또는 화면이다.
실습 화면 묶음 03 3장
network - 실기 · 구성·동작 참고 화면 1원본 크기로 보기 ↗
  • 문서 문맥에 삽입된 원본 구성·동작 참고 화면이다. Ethernet 프레임 구조와 MAC 학습 학습 내용과 함께 당시 구성·설정·관찰 결과를 비교할 수 있다.
network - 실기 · 실습·개념 참고 화면 2원본 크기로 보기 ↗
  • 문서 문맥에 삽입된 원본 실습·개념 참고 화면이다. Ethernet 프레임 구조와 MAC 학습 학습 내용과 함께 당시 구성·설정·관찰 결과를 비교할 수 있다.
network - 실기 · 실습·개념 참고 화면 3원본 크기로 보기 ↗
  • 문서 문맥에 삽입된 원본 실습·개념 참고 화면이다. Ethernet 프레임 구조와 MAC 학습 학습 내용과 함께 당시 구성·설정·관찰 결과를 비교할 수 있다.
동작·명령 참고 문서
원리 심화

13MAC 전달표와 송신 대기열이 담당하는 서로 다른 일

  • 전달표의 키을 분리하는 스위치는 과 의 문맥으로 목적지 포트를 찾는다. 동일 이 서로 다른 에서 보이는 상황을 곧바로 같은 단말의 이동으로 해석하지 않는다.
  • 학습과 전송의 분리출발지 은 앞으로 그 주소로 보낼 출구를 갱신하는 일이다. 현재 프레임을 어느 포트로 전달할지는 목적지 과 포트의 전달 가능 상태로 따로 결정한다.
  • 미학습 유니캐스트 목적지유니캐스트 목적지의 유효한 항목이 없으면 같은 의 전달 가능한 포트로 복제한다. 입력 포트로 되돌려 보내지 않으며 차단 포트나 허용되지 않은 링크는 후보에서 제외된다.
  • 대기열과 손실출구가 정해져도 여러 입력이 같은 출구에 몰리면 송신 대기열이 찬다. 테이블과 링크가 정상이더라도 버퍼 한계를 넘은 프레임은 전송되지 못할 수 있다.
  • 시간 기반 상태동적 항목은 마지막 학습 이후의 시간과 장비 정책에 따라 만료된다. 목적지 트래픽을 단지 전달했다는 이유로 출발지 학습과 동일한 갱신이 일어난다고 가정하지 않는다.

14관련 개념: Wi-Fi의 매체 접근·확인 응답·주소

  • 802.3과 802.11유선 은 IEEE 802.3 계열이고 은 802.11 계열이며, LAN이라는 말이 곧 만을 뜻하지 않는다.
  • 의 기본 경쟁 접근은 매체 사용 여부를 살피고 정해진 대기와 무작위 를 거쳐 송신하는 를 사용한다. 무선에서는 송신 중 충돌 검출을 유선 반이중 과 똑같이 수행하기 어렵다.
    • CA는 충돌 가능성을 낮추는 방식이지 충돌이 절대 발생하지 않는다는 보증이 아니다.
    • 서로의 신호를 못 듣는 숨은 단말도 같은 수신기에 간섭할 수 있다.
  • 무선 ·재전송일반적인 유니캐스트 데이터 교환에서는 수신 확인 또는 Block 와 링크 재전송을 사용한다. 응답이 없으면 송신자는 제한된 재시도를 할 수 있으나, 이것만으로 충돌인지 신호 손실인지 수신기 문제인지 확정할 수 없다.
    • 일반 broadcast·multicast를 같은 개별 절차로 설명하지 않는다.
    • 링크의 는 바로 다음 무선 구간의 확인이고, 는 종단 사이 바이트 흐름의 확인이므로 둘은 동시에 존재할 수 있다.
  • 주소와 프레임 유형802.11에는 관리·제어·데이터 프레임이 있으며 주소 개수와 헤더 길이가 프레임 유형과 옵션에 따라 달라진다. 모든 프레임이 네 개의 를 갖는 것은 아니다.
    • 무선 송수신자(TA/RA), 원래 출발지·목적지(SA/DA), 가 서로 다를 수 있어 To DS/From DS와 프레임 유형을 함께 읽는다.
    • 두 DS 비트가 모두 1인 데이터 프레임 등에서 네 번째 주소를 사용한다.
  • ·연결 단계는 사용자가 선택하는 네트워크 이름이고 는 특정 기본 서비스 집합을 구별하는 식별자다. 같은 를 여러 에서 제공할 수 있다.
    • 탐색·인증·association 및 선택한 보안 방식의 키 설정, 그 뒤의 ·를 별도 단계로 확인한다.
    • 에 연결되었다는 화면만으로 IP 임대·외부 경로·응용 서비스까지 정상이라고 판단하지 않는다.
    • 보안 모드에 따라 인증과 키 교환의 구체적인 순서는 달라진다.
관찰해석할 범위다음 확인
무선 Retry 증가링크에서 재전송이 필요했음채널 혼잡·간섭·신호 품질· 수신
Association 완료, IP 없음무선 연결과 IP 할당은 별도보안 키 설정·· 경로
유선 에서 만 보임의 유선 쪽 캡처일 수 있음무선 헤더 관찰 여부·수집 위치

15관찰 결과로 장애 원인 나누기

  • 물리 오류·큐 드롭통신이 끊기면 링크 상태·속도·duplex와 입력 오류, / 오류, 프레임 길이 오류를 먼저 구분한다. 가 증가하면 케이블·광 모듈·포트 등 물리 경로와 상대편 카운터를 비교한다.
    • 출력 드롭만 증가한다면 혼잡과 버퍼 문제일 수 있으며 오류와 같은 원인으로 단정하지 않는다.
    • 누적 카운터보다 같은 관찰 구간 동안 증가한 양이 중요하다.
  • 전달 조건·관측 위치프레임 손상 징후가 없으면 출발지 학습 , 목적지 조회 결과, 과 상태를 대조한다. 송신 캡처에 보인 프레임이 반드시 상대 링크에 도착한 것은 아니므로 필요할 때 경계 양쪽의 자료를 비교한다.
    • 마지막으로 헤더 합계, 포함 여부, 태그 처리, 패딩을 설명할 수 있는지 확인한다.
    • 이 네 가지가 정리되어야 캡처 길이와 장비 오류 통계를 같은 기준으로 읽을 수 있다.
검증·예외

16MAC 이동·CRC 오류·큐 드롭의 증거 구분

  • 단일 이동 이동이나 케이블 이동 뒤 같은 의 항목이 한 번 다른 포트로 바뀔 수 있다. 새 출발지 프레임 학습 시각과 실제 단말 이동 기록이 맞으면 정상 변화로 설명할 수 있다.
  • 반복 이동한 이 두 포트 사이에서 빠르게 반복 학습되면 루프·중복 연결·다중 연결 설계를 조사한다. 로그 하나만으로 공격이나 고장을 확정하지 않고 해당 의 와 링크 구성을 함께 본다.
  • 증가수신 / 오류는 도착한 프레임의 비트 무결성 실패와 연결된다. 케이블·광 레벨·트랜시버·포트 등의 물리 증거와 묶어 해석하며 단순 혼잡 드롭과 구분한다.
  • 출력 드롭 증가 없이 출력 큐 드롭만 증가하면 출구 대역폭이나 순간 버스트가 더 유력하다. 평균 사용률이 낮아도 짧은 시간에 몰린 트래픽으로 버퍼가 넘칠 수 있다.
  • 캡처의 한계오류 프레임을 NIC가 먼저 버리거나 를 제거하면 일반 패킷 파일에서 문제를 직접 볼 수 없다. 패킷 해석과 인터페이스 오류 카운터는 서로 대체하는 자료가 아니다.
READ · OBSERVE · CONNECT

함께 보는 학습 자료

아래 공식 자료를 본문의 개념·예제와 함께 읽어 보세요. 자료별로 확인할 위치와 관찰할 내용을 적었습니다.

도해

IEEE 802.3as: 프레임 형식 비교(14~15쪽)

기본·C-tag 프레임을 비교해 길이 증가를 계산한다. 역사적 확장 자료를 모든 장비의 현재 최대 크기로 일반화하지 않는다.

읽으면서 확인할 것
  • ·Length/Type·의 순서와 크기
  • ·와 프레임 경계
  • C-tag 삽입과 1518·1522바이트 기준
도해

RFC 4762 §9·Figure 2: VPLS MAC 학습

고객 과 PW 레이블을 추적하여 전송망 조회와 의 학습이 다른 처리임을 이해한다.

읽으면서 확인할 것
  • 출발지 을 PW 또는 AC에 학습
  • 플러딩 이후 알려진 유니캐스트
  • full-mesh PW의
학습 확인

이해했는지 확인하기

  • 출발지 MAC이 예상 포트와 VLAN에서 학습되는가?
  • unknown unicast가 전달될 수 있는 범위는 어디인가?
  • MAC 이동이 정상 장비 이동인지 루프 징후인지 구분했는가?

함께 확인할 공식 자료

이어서 읽기

네트워크ARP 필드·주소 해석·캐시와 중복 탐지네트워크VLAN·802.1Q·Inter-VLAN과 VTP네트워크STP·RSTP의 선출·포트 역할·수렴