[네트워크] Link Layer 개요

링크 계층이란?

정의

• 네트워크 계층(IP): 목적지까지 전체 경로 설계
• 링크 계층: 지금 연결된 바로 옆 이웃에게 데이터를 안전하게 전달

즉, 링크 계층은 “다음 정거장까지 무사히 보내주는 역할”을 한다.

 

 

주요 용어 정리

용어	뜻
노드(node)	호스트(컴퓨터)나 라우터
링크(link)	노드 간을 잇는 실제 통신 선 또는 무선 연결
프레임(frame)	링크 계층에서 보내는 데이터 단위 (즉, 패킷의 껍데기 역할)

 

링크 계층의 위치와 문맥

“여행 비유”로 이해하기

전체 여정 = 네트워크 전송 과정
각 구간의 교통수단 = 링크 계층
여행자 = 데이터그램(IP 패킷)

예:
- 리무진: 집 → 공항
- 비행기: 공항 → 해외
- 기차: 목적지 도시 → 호텔

→ 교통수단마다 규칙이 다르듯이, 각 링크마다 링크 계층 프로토콜도 다를 수 있음!

 

링크 계층의 기능들

✅ 1. 프레이밍 (Framing)

• 데이터그램을 프레임으로 감쌈→ 트레일러(체크섬)도 붙임
• → 헤더(출발지 MAC 주소, 목적지 MAC 주소 등)를 붙임

 

✅ 2. 링크 접근 제어 (MAC)

• 여러 장치가 동시에 쓰는 네트워크(예: WiFi)에서는 누가 먼저 전송할지 정하는 규칙 필요

 

✅ 3. 오류 감지 (Error Detection)

• 전송 중에 비트가 바뀌는 오류를 수신자가 체크해서 문제 발생 여부를 판단

 

✅ 4. 오류 정정 (Error Correction)

• 수신자가 오류를 자동으로 고치기도 함
• 예: Hamming Code, CRC (Cyclic Redundancy Check)

 

✅ 5. 신뢰성 있는 전송 (Reliable Delivery)

• 무선처럼 오류가 많은 환경에서는 재전송(rdt) 기능으로 안전한 전송 지원

 

✅ 6. 흐름 제어 (Flow Control)

• 수신 속도와 송신 속도가 달라도 문제가 없도록 조절

 

✅ 7. 반이중 vs 전이중

방식	설명
반이중	한 번에 한 방향만 통신 가능 (무전기처럼)
전이중	동시에 양방향 통신 가능 (전화기처럼)

 

링크 계층은 어디에 구현될까?

정답: 네트워크 인터페이스 카드 (NIC)

• 컴퓨터에 달려 있는 랜카드, 와이파이 칩 등
• 보통 하드웨어 + 펌웨어 형태로 구현돼 있음

 

✅ PC 부팅 시 일어나는 일

1. 컴퓨터가 켜지면 ROM 검사로 장치들을 탐색
2. NIC에 해당하는 메모리 주소(CC000 등)를 찾아 초기화
3. 링크 계층 프로토콜은 NIC 내부 펌웨어에 들어 있음
4. 윈도우나 리눅스가 설치된 드라이버 소프트웨어가 이를 연결

 

어댑터 간 실제 통신 과정

송신 측 (Sender)

• OS가 만든 IP 데이터그램을 NIC로 넘김
• NIC는 이를 프레임으로 캡슐화
• 오류 검사용 비트, 흐름 제어용 정보 등도 붙임
• 전송 시작!

 

수신 측 (Receiver)

• 프레임 수신 → 오류 체크 → 문제 없으면 IP 데이터그램 추출
• 상위 계층(네트워크 계층)으로 전달

 

즉, 링크 계층은 현관에서 택배 박스를 확인하고, 그 안에 든 내용물을 다음 층으로 보내주는 역할!