🌐[Network] 이더넷(Ethernet)이란 무엇일까요?

• 이더넷(Ethernet) 은 컴퓨터 네트워크 기술 중 하나로, LAN(Local Area Network, 근거리 통신망) 에서 주로 사용됩니다.
• 이더넷은 컴퓨터와 네트워크 장치들을 유선으로 연결하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하는 표준 프로토콜입니다.
• 이더넷은 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 LAN 기술이며, 빠르고 안정적인 데이터 전송을 제공합니다.

🙋‍♂️ LAN(Local Area Network)이란 무엇일까요?

1️⃣ 이더넷의 주요 특징.

1️⃣ 유선 네트워크 기술.

• 이더넷은 주로 이더넷 케이블(UTP, CAT5e, CAT6 등) 을 사용하여 네트워크 장치들을 물리적으로 연결합니다.
  • 각 장치는 네트워크 인터페이스 카드(NIC, Network Interface Card) 를 통해 이더넷 네트워크에 연결됩니다.

2️⃣ 고속 데이터 전송.

• 이더넷은 고속 데이터 전송을 지원합니다.
  • 초기 이더넷은 10Mbps 속도를 제공했지만, 현재는 1Gbps(1기가바이트 이더넷), 10Gbps 또는 그 이상의 속도를 제공하는 고속 이더넷이 널리 사용됩니다.

3️⃣ 통신 방식.

• 이더넷은 패킷 교환 방식을 사용하여 데이터를 전송합니다.
  • 데이터를 작은 패킷으로 분할하여 전송하며, 각 패킷은 송신지와 목적지의 MAC 주소를 포함하여 네트워크 장치 간에 이동합니다.
• CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 기술을 사용하여, 네트워크 상에서 데이터 충돌을 감지하고 처리합니다.(현대의 이더넷은 스위치 기반이므로 충돌이 거의 발생하지 않음.)

4️⃣ 이더넷 스위치.

• 현대의 이더넷 네트워크는 스위치를 사용하여 데이터를 효율적으로 전송합니다.
  • 스위치는 네트워크에 연결된 장치들 간의 데이터 트래픽을 관리하고 데이터를 목적지 MAC 주소에 따라 적절한 장치로 전달합니다.

5️⃣ 표준화.

• 이더넷은 IEEE 802.3이라는 국제 표준에 의해 정의된 네트워크 기술입니다.
  • 이 표준은 물리적 연결 방식, 데이터 전송 방식, 신호 처리 등을 규정하여, 전 세계에서 호환 가능한 네트워크를 구축할 수 있도록 합니다.

2️⃣ 이더넷의 주요 구성 요소.

1️⃣ 이더넷 케이블.

• 이더넷은 유선 네트워크이기 때문에 이더넷 케이블을 통해 장치들을 연결합니다.
  • 일반적으로 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블이 사용되며, CAT5e, CAT6 등의 케이블이 데이터 전송 속도에 따라 선택됩니다.
    • CAT5e : 1Gbps 속도를 지원하는 케이블.
    • CAT6 : 10Gbps까지 지원하는 케이블.

2️⃣ 네트워크 인터페이스 카드(NIC, Network Interface Card).

• 이더넷에 연결된 각 장치(컴퓨터, 프린터 등)는 네트워크 인터페이스 카드(NIC, Network Interface Card) 를 통해 이더넷 네트워크와 통신합니다.
  • NIC는 데이터를 송수신하고, 장치 간의 통신을 처리하는 하드웨어입니다.

3️⃣ 스위치(Switch).

• 이더넷 스위치는 네트워크의 중앙에서 여러 장치를 연결하고, 각 장치가 보낸 데이터를 올바른 목적지로 전달하는 역할을 합니다.
  • 스위치는 각 장치의 MAC 주소를 기억하고, 데이터를 적절한 포트로 전달함으로써 네트워크 효율을 높입니다.

4️⃣ 라우터(Router).

• 이더넷 네트워크에서 라우터는 네트워크 외부(예: 인터넷)와 통신할 수 있도록 연결을 제공합니다.
  • 라우터는 이더넷 네트워크와 외부 네트워크 간의 데이터를 주고받는 역할을 합니다.

3️⃣ 이더넷의 작동 원리.

1️⃣ 패킷 전송.

• 이더넷은 데이터를 패킷이라는 작은 단위로 분할하여 전송합니다.
  • 각 패킷은 데이터를 포함하며, 출발지 MAC 주소와 목적지 MAC 주소 등의 정보를 포함합니다.

2️⃣ 스위치를 통한 전달.

• 네트워크에 연결된 장치들이 스위치를 통해 데이터를 주고받습니다.
  • 스위치는 장치들의 MAC 주소를 기억하고, 데이터를 목적지 장치로 정확하게 전달합니다.
    • 이를 통해 네트워크 효율성이 증가하고, 충돌이 최소화됩니다.

3️⃣ 데이터 충돌 방지.

• 이더넷은 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 라는 기술을 사용하여 데이터 충돌을 감지하고, 충돌이 발생하면 데이터를 재전송하는 방식으로 동작합니다.
  • 그러나 현대의 스위치 기반 이더넷에서는 충돌이 거의 발생하지 않기 때문에 이 메커니즘은 잘 사용되지 않습니다.

3️⃣ 이더넷의 유형.

1️⃣ 10Base-T (초기 이더넷)

• 초기의 이더넷 표준으로, 10Mbps 속도를 제공하며, 주로 구리 케이블을 사용하여 연결됩니다.
  • 오늘날에는 거의 사용되지 않으며, 더 빠른 이더넷 기술로 대체되었습니다.

2️⃣ Fast Ethernet

• 100Base-TX라고도 불리며, 100Mbps 속도를 제공하는 이더넷입니다.
  • 이전의 10Mbps 이더넷보다 빠른 데이터 전송을 지원하며, 일부 구현 네트워크 환경에서 여전히 사용됩니다.

3️⃣ Gigabit Ethernet

• 10 Gigabit Ethernet
  • 10Gbps 속도를 제공하는 고속 이더넷으로, CAT6 이상의 고성능 케이블을 사용하여 연결됩니다.
    • 데이터 센터, 서버, 고속 네트워크 환경에서 주로 사용됩니다.

4️⃣ PoE(Power over Ethernet)

• PoE는 이더넷 케이블을 통해 전력과 데이터를 동시에 전송할 수 있는 기술입니다.
  • 주로 IP 카메라, 무선 엑세스 포인트(AP), VoIP 전화기 등에서 사용되며, 별도의 전원 케이블 없이 네트워크 장치에 전력을 공급할 수 있습니다.

4️⃣ 이더넷의 장점.

1️⃣ 빠르고 안정적.

• 이더넷은 유선 네트워크로, 매우 빠르고 안정적인 데이터 전송을 제공합니다.
  • 특히 Gigabit Ethernet 및 10Gbps 이더넷은 고속 네트워크 환경에서 매우 유리합니다.

2️⃣ 보안성.

• 이더넷은 유선으로 연결되기 때문에 무선 네트워크(Wi-Fi) 에 비해 보안 위협이 적습니다.
  • 외부에서 물리적으로 접근하지 않는 한 네트워크 통신을 가로채는 것이 어렵습니다.

3️⃣ 네트워크 혼잡 감소.

• 스위치 기반 이더넷에서는 각 장치 간의 통신 경로가 충돌 없이 독립적으로 처리되므로, 네트워크 혼잡이 적고 데이터 전송 속도가 빠릅니다.

4️⃣ 비용 효율적.

• 이더넷은 전 세계에서 표준화된 기술로, 저렴한 비용으로 네트워크를 구축할 수 있습니다.
  • 이더넷 장비와 케이블은 널리 사용되기 때문에 비용이 낮고 쉽게 구할 수 있습니다.

5️⃣ 이더넷의 단점.

1️⃣ 이동성 부족.

• 이더넷은 유선 네트워크이기 때문에, 사용자가 네트워크에 물리적으로 연결된 상태에서만 통신이 가능합니다.
  • 무선 네트워크(Wi-Fi) 와 달리 자유롭게 이동하며 사용할 수 없습니다.

2️⃣ 배선 복잡성.

• 여러 장치를 연결해야 하는 대규모 네트워크에서는 많은 이더넷 케이블이 필요하며, 이로 인해 물리적 배선이 복잡해질 수 있습니다.
  • 케이블 관리가 어려울 수 있습니다.

5️⃣ 결론.

• 이더넷(Ethernet) 은 LAN(Local Area Network)에서 유선으로 데이터를 송수신하는데 사용되는 대표적인 네트워크 기술입니다.
• 이더넷은 고속, 안정성, 보안성에서 뛰어나며, 전 세계적으로 가장 널리 사용되는 네트워크 표준입니다.
• 현대의 고속 이더넷 기술(1Gbps, 10Gbps)은 빠르고 효율적인 네트워크 통신을 제공하며, 특히 대규모 데이터 센트와 기업 네트워크에서 중요한 역할을 합니다.