[네트워크] NIC(랜카드), MAC 주소

출발지 단말장치에서 생성된 데이터는 네트워크 케이블을 통해 전기적 신호 형태로 각 네트워크 장비를 지나 목적지 단말장치에 최종적으로 도착하는 것이다.  

 

지난번 포스팅에서 말했던 가장 간단한 네트워크의 형태 및 흐름이다.

 

단말장치란, 네트워크의 양 끝 지점에 위치하여 데이터를 주고 받는 장치이다. 컴퓨터, NAS(스토리지), 신용카드 결제 단말, 드론 등이 있다. 단말장치는 네트워크에 연결되어 다양한 형태의 데이터를 주고 받을 수 있다. 

데이터를 네트워크로 보낼 때는 데이터의 출발지와 목적지인 단말장치의 주소 정보가 필요하다. 네트워크에서 단말장치를 나타내는 주소는 MAC 주소, IP 주소 이렇게 두가지가 있으며, 오늘은 MAC 주소에 대해서 공부해보려고 한다. 

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MAC 주소에 대해 알아보기에 앞서, 우선 랜카드가 무엇인지에 대해 알아야 한다. 

랜카드 (NIC, Network Interface Card, Network Interface Controller)

네트워크의 단말 장치들이 인터넷과 같은 네트워크에 연결되기 위해서는 별도의 인터페이스가 필요하다. 일명 랜카드라고 하는대 랜(LAN - Local Area Network)이란 소규모 네트워크를 의미하며, 랜카드는 여기서 소규모의 네트워크에 연결해주는 장치라고 볼 수 있으며, 대부분의 랜 인터페이스는 메인보드에 내장되어있다. 

네트워크 종류별로 NIC가 지원하는 최대 데이터 전송 속도는 아래와 같다. 

네트워크 종류	최대 전송 속도 (Mbps)	인터페이스
이더넷	10	ISA, PCI
패스트 이더넷	100	PCI
기가비트 이더넷	1000	PCI

 

가장 빠른 네트워크는 최대 1000Mbps(1Gbps)의 데이터 전송 속도를 보장한다. 여기서 네트워크의 전송 속도라는 개념은 단순이 데이터가 빠르게 전송된다는 의미라기보다는 네트워크의 대역폭을 늘려 한 번에 전송할 수 있는 데이터의 양을 늘리는 것이라고 볼 수 있다. 

에스컬레이터를 예시로 들어보자. 

일반적으로 속도라고하면 에스컬레이터의 속도를 높이는 것을 생각하는데, 대역폭을 늘린다고하면 에스컬레이터의 면적을 넓혀 한번에 탑승 가능한 인원을 늘려 정체없이 올라갈 수 있도록 하는 것으로 생각하면 된다. 

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MAC(Media Access Controll) 주소와  IP(Internet Protocol) 주소

네트워크에 연결되는 단말장치들은 고정 IP 주소를 가지는 경우도 있지만 노트북, 스마트폰 등 휴대용 단말들은 단말의 위치에 따라 연결되는 네트워크가 달라지기 때문에 IP주소가 고정적이지 않다. 

반면, MAC 주소는 NIC의 고유 주소이기 때문에 컴퓨터의 메인보드 혹은 NIC를 교체하지 않는 한 변하지 않는다. 결국 MAC 주소가 네트워크의 출발지 또는 목적지 단말장치를 구분하기 위한 주소가 되는 것이다. 

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MAC 주소 체계 

00-1D-D8-B9-C5-A1 
00:1D:D8:B9:C5:A1

 

MAC 주소는 16진수 코드로 구성되며, 문자들은 2개씩 콜론(:) 또는 하이픈(-)으로 구분된다. 

16진수로 구성되어있는 MAC 주소를 2진수로 바꿔보면 48bit 사이즈의 데이터가 된다. 이는 데이터를 처리하는 과정에서 0이나 1이 하나만 빠져도 전혀 다른 주소로 인식될 수 있으며, 실이도 너무 길기 때문에 이와 같은 이유로 보통 MAC 주소는 16진수로 표현한다. 

첫 24bit는 제조사 식별 코드 (OUI, Organizationally Unique Identifier) 라고 부르는데, 이는 NIC의 제조사가 가지는 고유 번호다. 나머지 24bit는 NIC 장비를 구분하기 위해 제조사가 할당하는 장비 코드로서 시리얼 번호라고 부르는 제품 고유 번호다. 제품 고유 번호는 제조사마다 각자의 방법으로 고유의 제품 번호를 할당하여 관리하고 있다. 

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MAC 주소와 브로드캐스트 

MAC 주소는 이론적으로 00:00:00:00:00:00 부터 FF:FF:FF:FF:FF:FF 까지 281,474,976,710,656개의 주소를 지정할 수 있지만, 이 중에서 이미 고정되어 자유롭게 할당할 수 없는 MAC 주소가 하나 있는데, 그게 바로 브로드캐스트 주소다. 

 

네트워크에서 데이터를 주고받을 때는 반드시 도착지의 MAC 주소가 필요한데, 딱 한가지 예외 상황이 브로드캐스트의 경우이다. 브로드캐스트는 네트워크 내에 있는 모든 단말에 동일한 데이터를 전송하는 통신 방식으로 목적지를 따로 지정할 필요가 없는 것이다. 그럼에도 도착지 MAC 주소는 반드시 필요하기 때문에, 목적지 주소를 특정하기 어려운 브로드캐스트 통신 방식에서는 MAC주소로 사용할 수 있는 값들 중 가장 마지막 값인 FF:FF:FF:FF:FF:FF를 사용한다. 

 

 

본 포스팅은 도서 <개념이 보이는 네트워크 기초>를 공부하며 정리한 내용입니다.