기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet)

기가비트 이더넷 (Gigabit Ethernet) 

  

  Gigabit Ethernet 은 말처럼 Ethernet 과 호환성을 유지하면서 현재의 많은 대역폭을 필요로 하는 Application 들을 위하여 대역폭을 1Gbps 까지 획기적으로 향상시킨 기술이다. 우리는 현재 LAN 이라는 말을 많이 듣는다. 여기서 LAN 이란 말은 Local Area Network 를 나타내는 말인데 이 LAN 과 함께 떠오르는 말이 있다면 그것은 바로 Ehternet 이다. Ethernet 은 1982년에 처음 소개되었다. 그리고 이 Ethernet 은 15년이 지난 지금까지도 가장 많이 쓰이는 기술 중의 하나가 아닐까 생각된다. 그리고 기술은 계속 발전하여 10Mbps Ethernet, 100Mbps Ethernet, Fast Ethernet 등의 다양한 기술이 개발되었다.

처음 10Mbps Ethernet 이 나왔을 때만 하더라도 이정도의 속도면 충분하리라 생각했었다. 하지만 컴퓨터가 발달하고 멀티미디어 데이터(고화질의 이미지, 동영상, 보이스)가 주종을 이루는 지금은 이 속도도 한계에 다다르기 시작하였다. 그래서 나온 것이 100Mbps Ethernet 과 Fast Ethernet 이다.

하지만 지금은 이 속도마저 한계에 다다를 것이라는 예측이 나오고 있다. 그래서 나온 것이 바로 Gigabit Ethernet 이다. 이 Gigabit Ethernet 을 위하여 네트워크 업체들과 서버 업체들은 Gigabit Ethernet Alliance 라는 조직을 구성하고 연구와 표준화 작업을 하고 있는 것이 현재의 실정이다. Gigabit Ethernet은 이전의 Ethernet과 마찬가지로 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 프로토콜을 사용한다.

그리고 프레임의 구조와 크기또한 똑같은 것을 이용한다. 이것은 현재 설치되어 있는 네트워크가 Ethernet 일 경우 아주 매력적인 포인트로 작용한다. 즉, 많은 비용 없이 적은 비용을 가지고 1 Gbps 라는 큰 대역폭을 가질 수 있다는 뜻으로 볼 수 있기 때문이다.

 

Ethernet : 우수한 네트워크 기술

  Ethernet 은 1997년말 까지 설치되어있는 네트워크 기술들 중의 85% 이상을 점유하고 있다. 이것은 118 백만을 넘는 PC 들과 Workstation 과 Server 들이 Ethernet 으로 연결되어 있다는 것을 의미한다. 그리고 나머지 15%를 Token Ring, Fiber Distributed Data Interface (FDDI), Asynchronous Transfer Mode (ATM) 과 다른 프로토콜들이 차지하고 있다. 그리고 Ethernet 의 점유율은 계속 증가하고 있는 것이 현실이다. 또한 거의 모든 유명한 OS (Operation System) 과 응용 프로그램들은 Ethernet 호환 제품들이다. 

네트워크 신뢰성 : 높은 신뢰성의 네트워크는 기업분야의 성공에 있어서 중요한 역할을 한다. 또한 쉬운 설치와 기술 지원역시 네트워크 기술을 선택하는데 있어서 첫번째로 고려되는 조건이다. 이런 면에서 1986년에 10BASE-T 이 소개된 이래로 많은 시행착오와 연구를 거쳐  Ethernet 은 지금까지 빠르게 그들의 신뢰성을 높여놓았다. 

운용과 문제해결 툴들 : Ethernet 을 위한 운용 툴들은 관리자가 중앙에서 모든 네트워크 요소들과 Desktop 들의 상태를 볼 수 있게 해준다. 그리고 이러한 운용 툴들은 기본적인 표준인 Simple Network Management Protocol (SNMP) 와 그 나중 버젼들은 포함하고 있다. 문제해결 툴들은 아주 간단한 네트워크로부터 아주 복잡한 네트워크 까지 분석할 수 있는 능력을 가지고 있다. 그리고 Ethernet 의 인기의 결과로서 수많은 사람들이 설치, 관리, 문제 해결의 능력을 훈련받아 왔다는 것은 기업들이 Ethernet 를 선택하게 하는 큰 요인 중의 하나이기도 하다.

확장성 : 1995 년 승인된 Fast Ethernet Standard 와 1998 년에 승인된 Gigabit Ethernet 의 결과로 Ethernet 진영은 10Mbps, 100Mbps, 1000Mbps 의 대역폭을 가질 수 있게 되었다.

낮은 가격 : 그리고 낮은 가격은 Gigabit Ethernet 의 커다란 경쟁력중의 하나이다. Ethernet 의 경우 10Mbps 100Mbps 로 대역폭은 커져만 갔으나 실제 장비 가격에 있어서는 그 둘의 차이가 짧은 시간안에 좁혀졌었다. 이것으로 볼 때 Gigabit Ethernet 또한 그 가격이 아주 빠르게 줄어들 것으로 예상되고 있다.

Interlligent Hub Per-Port Average Price	1996	1998
Ethernet	$53	$46
Fast Ethernet	$160	$73
Ratio	3.0	1.6
Switch Hub Per-Port Average Price	1996	1998
Ethernet	$421	$212
Fast Ethernet	$716	$432
Ratio	1.7	1.7
NIC Per-Port Average Price	1996	1998
Ethernet	$107	$59
Fast Ethernet	$137	$71
Ratio	1.3	1.2

  위의 표에서 보는 바와 같이 Ethernet 과 관련된 장비들은 시간이 지날수록 현저하게 가격이 떨어지고 있다. 즉, 다른 기술들에 비해서 Ethernet 의 가격 경쟁력이 그만큼 높다는 것을 의미하기도 한다.

Full and Half duplex operation

  IEEE 802.3x 에 정의된 되로 full-duplex 로 연결된 두개의 노드들은 동시에 보내고 받기가 가능하다. 그리고 Gigabit Ethernet 은 Full-duplex 모드로 통신하는 것을 표준으로 따르고 있다. Gigabit Ethernet 은 또한 congestion 과 overloading를 피하기 위하여 표준 Ethernet flow control 방식을 따르고 있다. Gigabit Ethernet 은 half-duplex 모드로 동작할 때에는 CSMA/CD 방식을 따른다. 그리고 Gigabit Ethernet CSMA/CD 방식은 gigabit 스피드에서 충돌을 감지하기 위하여 더욱 발전되었다.

아래의 그림은 CSMA/CD 의 Flow chart 이다.

  위의 그림에서 보듯이 먼저 Channel을 살펴보아 그 Channel 이 busy 한지를 알아본다. 그런다음 busy 하지 않으면 data를 전송하고 collision을 detect 한다. 그래서 아무 문제없다고 판단되면 data 전송이 완료되는 것이다. 그리고 만약 충돌이 감지되면 Jam 신호를 보내고 기다리고 있다가 다시 data 전송을 시도한다.　

Gigabit Ethernet Vs ATM

  Gigabit Ethernet진영이 특히 강조하는 것은 동일의 802.3표준에 기반하고 있기 때문에, 현재의 Ethernet과 현재 보급되고 있는 Fast Ethernet(100BASE-T)과의 친화성이 높고, 전환이 간단하다는 점이다. 한편, Gigabit Ethernet Alliance등은 ATM을 기존의 LAN에 이용하기 위해서는 프로토콜간의 복잡한 Mapping(변환)과 Application의 변경이 필요하다는 점을 공격하고 있다. 즉 ATM에서 기존의 LAN을 지원하기 위해서는 IP over ATM 이라든지 LAN Emulation 등의 복잡한 전환과정을 거쳐야 한다는 점이다. 여기에 관한 그림이 바로 아래에 나와 있다.

  아래 그림을 보면 Gigabit Ethernet 이 ATM 에 비하여 기존 LAN 과 친화력이 높다는 것을 알 수 있을 것이다. 특히 종래에는 ATM의 특권 같이 주장되어 왔던 네트워크의 QOS(Quality of Service)가 802.1Q/p에서 표준화 되어, Gigabit Ethernet제품 가운데서도 QOS프로토콜 기능을 준비하는 제품이 적지 않다.

Local Flow Control (로컬 플로우 컨트롤)

로컬 플로우 컨트롤이란?

  로컬 플로우 컨트롤은 말 그대로 해석하자면 데이터의 흐름을 컨트롤 해주는 것이다. 이 기술은 일반적으로 모뎀에 많이 쓰이는데, 컴퓨터의 데이터 전송속도가 모뎀보다 빨라서 모뎀이 데이터를 잃어버리거나 모뎀이 컴퓨터가 데이터를 전송해 줄때까지 기다려야 하는 경우, 이것을 방지하기 위한 기술이 바로 Local flow control (로컬 플로우 컨트롤) 이란 기술이다. 즉, 컴퓨터의 데이터 전송속도가 모뎀의 속도를 능가할 때 모뎀은 전송을 중단하라는 메세지를 보내고 데이터가 오지 않을 때는 보내라는 신호를 전송하는 역할을 하는 것이 바로 Local flow control (로컬 플로우 컨트롤) 이란 기술이다.

로컬 플로우 컨트롤의 종류

Software handshaking, XON/XOFF

Hardware handshaking, CTS/RTS

MODEM (모뎀)

MODEM -> MOdulator / DEModulator

모뎀이란? 

  모뎀이란 위에 보는 바와 같이 Modulation / Demodulation 의 약자이다. 신호에는 디지털신호와 아날로그 신호 이렇게 두가지가 있다. 그리고 컴퓨터는 여러분이 알다시피 디지털 신호를 쓰고 전화선은 아날로그 신호를 이용한다. 그래서 필요한 것이 모뎀이다. 즉 모뎀은 컴퓨터에서 모내준 디지털 신호를 전화선에 보낼 수 있도록 아날로그 신호로 바꾸어 주고, 반대로 전화선에서 받은 아날로그 신호를 컴퓨터가 이해할 수 있는 디지털 신호로 바꾸어 준다. 기본적인 모뎀의 역할은 위와 같다. 하지만 현대의 모뎀은 단순히 변, 복조만 하는 것이 아니라, 데이터 압축, 오류 수정, 플로우 컨트롤 등 더 다양한 기능을 내장하고 있다.

 

간단한 신호 전송도

컴퓨터 모뎀 ------------- 모뎀 컴퓨터 디지털신호 아날로그 신호   아날로그 신호 디지털신호

모뎀의 종류

  모뎀은 동기 방법에 따라 동기식 모뎀과 비동기식 모뎀으로 나뉘는데, 동기식 모뎀은 2400bps 이상에서 사용되며 DPSK 방식이 주로 사용된다. 그리고 비동기식 모뎀은 저속도에서 주로 이용되며 FSK 방식이 주로 사용된다.

또한 전송속도에 따라서 1200bps 2400bps 9600bps 등으로 나뉘는데 현재는 56k 속도의 모뎀까지 나와 있다.

 

모뎀 관련 단어들

Local flow control (로컬 플로우 컨트롤)

BPS(Bit per second)