컴넷)예상문제 (10.15)

네트워크 강의 예상 문제 (핵심 개념)

문제 1

질문: 이더넷과 Wi-Fi는 모두 공유 매체를 사용하므로 다중 접속 제어(Multiple Access Control)가 필수적이다. 두 기술이 사용하는 다중 접속 제어 방식의 이름을 각각 쓰고, 그 이름에 담긴 핵심적인 동작 원리의 차이를 서술하시오.

정답:

• 이더넷: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection)
• Wi-Fi: CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance)

해설:
두 방식의 가장 큰 차이점은 '충돌'에 어떻게 대처하는가에 있습니다.

• CSMA/CD (충돌 감지): "일단 보내보고, 부딪히면 멈추자"는 방식입니다. 전송을 시작한 후, 충돌이 발생하는지를 **감지(Detection)**하고, 충돌이 감지되면 즉시 전송을 중단한 뒤 랜덤한 시간 후에 재시도합니다. 유선 환경에서 충돌 감지가 용이하기에 사용할 수 있는 효율적인 방식입니다.
• CSMA/CA (충돌 회피): "부딪힐 것 같으니, 아예 조심해서 보내자"는 방식입니다. 무선 환경에서는 충돌 감지가 거의 불가능하므로, 충돌 가능성 자체를 줄이는 데 집중합니다. 채널이 비어 있어도 바로 전송하지 않고, 정해진 규칙에 따라 임의의 시간을 기다린 후 전송함으로써 충돌을 사전에 **회피(Avoidance)**합니다.

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문제 2

질문: 이더넷 허브(Hub)와 이더넷 스위치(Switch)의 가장 근본적인 차이점을 '데이터(프레임) 전달 방식'과 '주소 사용 여부'의 관점에서 각각 설명하시오.

정답:

• 데이터 전달 방식:
  • 허브: 한 포트로 들어온 데이터(전기 신호)를 아무런 판단 없이 자신에게 연결된 다른 모든 포트로 복제하여 전달합니다. (Dumb & Broadcast)
  • 스위치: 프레임의 목적지 MAC 주소를 확인하고, 해당 주소의 장비가 연결된 특정 포트로만 데이터를 선별하여 전달합니다. (Intelligent & Selective Forwarding)
• 주소 사용 여부:
  • 허브: Layer 1(물리 계층) 장비로, MAC 주소를 전혀 이해하거나 사용하지 못합니다. 단순히 전기 신호를 증폭하고 중계할 뿐입니다.
  • 스위치: Layer 2(데이터링크 계층) 장비로, MAC 주소를 학습하고 관리하여 'MAC 주소 테이블'을 만듭니다. 이 테이블을 기반으로 정확한 포트로 프레임을 전달합니다.

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문제 3

질문: 스위치는 처음 전원이 켜졌을 때 아무 정보도 가지고 있지 않다. 이때 스위치가 각 포트에 어떤 장치가 연결되어 있는지 알아내는 과정을 무엇이라고 하며, 어떤 원리로 동작하는지 설명하시오.

정답:

• 과정의 이름: 자기 학습 (Self-Learning)
• 동작 원리:
  스위치는 들어오는 이더넷 프레임의 **'출발지 MAC 주소(Source MAC Address)'**를 보고 학습합니다. 예를 들어, 1번 포트로 프레임이 하나 들어왔는데, 그 프레임의 출발지 주소가 'A'라면, 스위치는 "아! A라는 장비는 1번 포트에 연결되어 있구나!"라고 판단하고 이 정보를 자신의 'MAC 주소 테이블'에 기록합니다. 이 과정이 반복되면서 스위치는 점차 자신의 모든 포트에 연결된 장비들의 주소 정보를 스스로 완성하게 됩니다.

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문제 4

질문: 유선(이더넷)과 무선(Wi-Fi) 환경의 물리적 특성 차이로 인해, '오류 제어(Error Control)' 전략이 다르다. 두 기술이 오류를 어떻게 처리하는지 '오류 검출'과 '오류 수정'의 관점에서 비교하여 설명하시오.

정답:

• 이더넷 (유선): 유선 환경은 매우 안정적이어서 데이터 오류 발생 확률이 매우 낮습니다. 따라서 이더넷은 CRC 코드를 이용해 오류를 검출(Detection)하기만 하고, 오류가 발견되면 해당 프레임을 그냥 버립니다. 오류가 난 데이터에 대한 수정(Correction) 책임은 더 상위 계층(예: TCP)에 맡깁니다.
• Wi-Fi (무선): 무선 환경은 전파 간섭 등으로 인해 오류 발생 확률이 매우 높습니다. 만약 오류 수정을 상위 계층에 모두 맡기면 성능이 급격히 저하됩니다. 따라서 Wi-Fi는 데이터링크 계층에서 직접 오류 검출(CRC)은 물론, 오류 수정(Correction)까지 수행합니다. 이를 위해 데이터를 하나 보낸 후 잘 받았다는 응답(ACK)을 기다리는 Stop-and-Wait ARQ 방식을 사용합니다.