이더넷(Ethernet)과 무선랜(Wi-Fi)에 대해

개요

근거리네트워크(LAN: Local Area Network)이란, 통상적인 컴퓨터 네트워크 중 가장 소규모 그룹의 네트워크로서 사무실, 연구실, 공장 등 가까운 지역 내의 수십 대의 컴퓨터들이 하나의 네트워크로 서로 연결되어 있는 통신망을 말합니다. 학교나 사무실 등에서 흔히 사용하는 통신망이며, 가정에 가면 무선 공유기를 이용하여 인터넷을 사용하는 것도 LAN을 기반으로 합니다. 이러한 근거리네트워크를 연결하는 방식으로 사용할 수 있는 것이 바로 이더넷(Ethernet)과 무선랜(Wireless LAN 또는 Wi-Fi)입니다. 여기서는 이더넷과 무선랜에 대해서 살펴보겠습니다.

이더넷(Ethernet)

이더넷을 쉽게 설명하면 근거리 지역에 있는 컴퓨터를 유선 케이블을 통해 하나의 네트워크로 연결하는 방식입니다. 이더넷은 Wired LAN으로서 비교적 고정적으로 설치되는 개인용 컴퓨터(PC)나 서버, 프린터 등을 연결하여 사용합니다. 유선을 기반으로 하기 때문에 이동성에 제약은 있지만 무선랜에 비해 빠른 데이터 속도의 장점을 가지고 있습니다.

이더넷은 주로 허브/스위치로부터 유선 케이블로 내부 컴퓨터를 연결시키게 되고, 외부로는 라우터를 통하여 데이터를 주고받게 됩니다. 이더넷에 대한 대표적인 표준은 바로 IEEE 802.3입니다. IEEE 802.3은 이더넷에서 물리계층, 데이터링크 계층의 매체 접근 제어를 정의하는 방식을 정의한 IEEE 표준입니다.

무선랜(Wi-Fi)

무선랜은 무선을 통하여 컴퓨터들을 연결시키는 근거리 통신망으로서 AP(Access Point)를 중심으로 여러 대의 컴퓨터가 연결되어 데이터를 주고받게 됩니다. 무선랜은 스마트폰 대중화로 인하여 잘 알려져 있습니다. 무선랜은 무선으로 연결되기 때문에 이동하면서도 인터넷을 사용할 수 있다는 점에서 편리성은 있지만, 동시접속자가 많아질 경우 네트워크 성능이 급격하게 떨어지는 문제가 있습니다. 무선랜은 IEEE 802.11 표준을 적용받고 있습니다.

CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 방식

그렇다면 이더넷과 무선랜은 유선이던, 무선이던 컴퓨터들이 어떻게 전송매체를 함께 사용하기 때문에 함께 데이터를 보내고, 받을 수 있는 규칙이 필요로 합니다. 이를 위해 적용하는 다중접속방식이 바로 CSMA입니다. CSMA란, 개별 컴퓨터가 다른 컴퓨터와 함께 사용하는 근거리네트워크에서 데이터를 어떻게 전송해야 할지를 결정한 규칙으로 데이터 전송을 하기 위해 먼저 다른 컴퓨터의 전송신호가 있는지 탐지(Carrier sense)하였을 때 아무도 보내지 않고 있을 때 송신하는 방법입니다. 유휴(Idle) 상태를 식별한 순간 보낼지를 결정하는 방식은 크게 1-Persistent, P-Persistent, Non-Persistent 등이 있습니다. 1-Persistent는 전송매체를 확인하다가 유휴 상태를 확인한 순간 즉시 전송하는 방식이고, P-Persistent는 전송매체를 확인했을 때 유휴인 순간 P(0<P<1) 확률로 전송하고 1-P 확률로 보내지 않고 일단 기다리는 방식입니다. Non-Persistent는 무작위 대기시간을 가지고 전송매체를 확인한 순간 유휴상태이면 즉시 전송하는 방식입니다.

CSMA 방식은 이더넷을 위한 CSMA/CD(Collision Detection) 방식과 무선랜을 위한 CSMA/CA(Collision Avoidance) 방식으로 구분이 됩니다. 이중 CSMA/CD는 전송매체 상태를 확인하고 유휴이면 주로 1-Persistent 방식으로 데이터를 전송하게 됩니다. 그러다 동시에 전송하는 상황으로 인해 데이터 충돌이 발생할 수 있는데 이 경우 충돌된 컴퓨터는 Jamming signal을 내보내게 됩니다. 그러면 Ethernet 내 모든 컴퓨터는 무작위로 정한 일정 시간동안 대기한 이후 다시 전송매체가 유휴인지 확인하는 과정을 거치게 됩니다. CSMA/CA는 전송매체가 유휴상태이면 일정시간 충돌상황이 발생하지 않는지 먼저 확인한 이후 데이터를 송신하는 방식을 사용하는 차이가 있습니다. < 끝 >