서버 구조의 이해 NIC

네트워크 카드(영어: network card)는 컴퓨터, 네트워크 안에서 컴퓨터끼리 통신하는 데 쓰이는 하드웨어의 하나이다. 대한민국에서는 랜 카드(문화어: 망카드, 망기판)라고 흔히 말하며, 네트워크 어댑터, 네트워크 인터페이스 카드(NIC), 이더넷 카드라고도 한다. OSI 계층 1(물리 계층)과 계층 2(데이터 링크 계층) 장치를 가지는데, 맥 주소를 사용하여 낮은 수준의 주소 할당 시스템을 제공하고 네트워크 매개체로 물리적인 접근을 가능하게 한다. 사용자들이 케이블을 연결하거나 무선으로 연결하여 네트워크에 접속할 수 있다.

NIC는 컴퓨터들을 네트워크에 연결시키며 패킷 전송과 수신의 모든 사항을 담당하는 H/W다 컴퓨터 네트워크에서는 고정된 속도로 매체를 통해 자료를 전송한다 이 속도는 컴퓨터가 개별적인 비트들을 처리할 수 있는 속도보다 빠른다 이 속도의 불일치를 조정하기 위해 네트워크에 연결된 각 컴퓨터들은 네트워크 인터페이스 카드를 사용한다 NIC는 입출력 장치와 같이 동작하며 네트워크 기술을 사용하여 각 비트들을 CPU에 요구함 없이 처리하도록 프레임 전송 또는 수신의 상세사항을 다룬다 NIC는 네트워크상에서 사용되는 전기신호, 자료가 송신 또는 수신되어지는 속도 그리고 네트워크 프레임 형식의 상세 항목을 이해하고 있으며 컴퓨터의 CPU와 독립적으로 동작할 수 있도록 충분한 전자 회로로 구성되어 있다 NIC는 CPU를 사용하지 않고 비트들을 전송하거나 수신할 수 있다

 

자료를 전송/수신할 경우

 

자료 전송시

CPU는 메모리에 패킷을 형성 -> NIC는 자료전송을 시작 -> 자료 전송을 마칠경우 인터럽트로 CPU에 통보

 

자료 수신시

CPU 메모리에 버퍼공간을 할당 -> NIC는 버퍼에 수신되는 자료를 저장 -> 수신종료시 인터럽트로 CPU통보

 

NIC의 필터링

 

NIC는 케이블상에 통과하는 모든 프레임의 수신여부를 결정하는데 필터링을 수행할 때는 인터페이스 카드 디바이스 드라이브 IP주소 UDP단계를 거쳐 수신해야 될 프레임을 결정하는데

-인터페이스 카드 : MAC 주소와 불일치하는 프레임 필터링

-디바이스 드라이브 : 멀티 캐스트 그룹에 속하지 않는 프레임 필터링

-IP층 : 넷IP가 자신의 IP 주소와 불일치할 경우 프레임 필터링

-UDP층 : 목적지 포트 번호를 기준으로 필터링 목적지 포트 번호를 사용하는 프로세스가 없다면 프레임을 필터링

Network 장비

1. NIC(Network Interface Card)

가. LAN 카드는 NOS와 함께 LAN의 기본을 이루는 중요한 장비로서 COMPUTER와 연결하여주는 중간 창의 역할을 하게 해준다. 네트웍 카드는 사용 하드웨어(이더넷, 토큰링), 배선법(10BaseT, 10Base2), 그리고 버스구조(ISA, EISA)에 따라 많은 종류가 있다. 

나. IRQ - 16개의 IRQ Line 

•확장 카드(NIC)가 CPU에게 메인 메모리로 전송해야 하는 데이터가 있음을 알린다. 

다. DMA

(1) PIO(Progmmable Input/Output) : 컴퓨터의 한카드에서 메인메모리로 정보를 이동시킬때 CPU는 정보를 한번에 한 비트씩 통과시킨다. 

•CPU내부에 프로그램화 되어있는 소프트웨어가 처리 ⇒ 프로세서 의존도가 심하다. ⇒ 프로세서의 “작업처리시간”이 줄어든다. 

(2) DMA chip : 1개당 4개의 채널

현재 메인보드에는 2개의 DMA칩이 내장되어있다.

☞ BusMaster Card : 카드에 DMA칩을 내장 ⇒ CPU를 거치지 않고 직접 정보를 메인 메모리로 이동

(3) BASE I/O address : 한 장치 (NIC)가 정보를 메인 메모리로 이동시킬경우 정보를 찾는 곳

라. Network Protocol

(1) NIC드라이버

(가) 드라이버 : 운영체제에게 특정 하드웨어의 사용법을 일러주는 프로그램 

•IRQ, 기본BASED I/O address, 상위층의 네트워크 소프트웨어와 인터페이스 하는 법 

(나) 물리적 주소 : MAC address

① 물리적 주소(MAC address)는 네트워크 관리자에게는 아무런 의미가 없는 12개의 16진수(00AA0067CD64)이므로 관리자는 카드에 논리주소를 할당하여 내부 주소 설정 스킴을 만든다.

② MAC(media Access Control)주소는 DATA LINK LAYER에 해당하며 이더넷 네트웍장비를 지정하는 독특한 16진수 값으로 LAN CARD제조시 세계에서 유일한 값을 갖는다

(다) 논리적 주소 : 네트위크 관리자가 카드에 할당하는 주소

① 논리주소의 유형

☞ 서버(또는 워크스테이션)을 위한 내부 IPX번호

☞ 네트워크나 네트워크의 일정부위를 위한 외부 네트워크 번호

☞ 인터럽트 (IRQ) 번호

☞ I/O주소

☞ TCP/IP address (32bit : 인터넷의 주소 설정 스킴)

② (Novell의 경우) 내부 네트워크 주소 (내부 IPX주소) : 서버에 이름을 달아준다. 모든 서버는 모든 다른 내부 IPX주소를 가진다.

③ 외부 네트워크 주소 : 네트워크나 네트워크의 일정부위를 나타내는데 사용되는 번호, 2개 이상의 서버가 같은 네트워크에서 사용될 경우 서버들은 반드시 같은 외부주소를 가지고 있어야 한다.

☞ 네트워크의 모든 노드는1C9FDB42 : 2E702A1D를 가진다.(내부네트워크ID : 외부네트워크ID)

☞ 내부 Network ID : 모든서버마다 달라야 한다.

☞ 외부 Network ID : 한 네트워크 상에 있는 모든 서버는 같은 외부네트워크ID를 가져야한다.

(2) 네트워크 방향 지정기 (Redirector)

☞ 워크스테이션이 요구한 것이 지역처리 되어야하는 것인지 아니면 통신망에서 처리되어야 할 것인지 결정, 로컬 컴퓨터의 응용 프로그램이 네트워크 드라이브가 아닌 로컬 드라이브로부터 데이터를 얻고 있다고 속이는 역할, 클라이언트의 redirector와 서버의 파일 시스템은 반드시 같은 Protocol을 써서 호환되어야 한다.

(3) Protocol과 전송스택

(가) 전송 Protocol : 네트워크의 한 노드에서 다른 노드로 데이터를 옮기는 방식

① NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface) : 가장 빠르다. 다른 Protocol과 통신 불가능(☞ 라우팅 불가)

☞ NetBIOS (네트워크를 이루는 PC를 접속하고 사용하는 18개의 명령어. 시스템이 네트워크를 조작하는 데 사용되는 프로그래밍 언어 : API)를 확장

② TCP/IP

☞ TCP : 네트워크 정보를 네트워크가 이해할 수 있는 언어로 번역

☞ IP : 한 네트워크를 다른 네트워크로 패킷을 라우팅하고 싶을때 따라야 하는 규칙

③ SPX/IPX : Novell - IPX (Internetwork Packet eXchange) : 데이터의 입력과 출력을 모두 책임진다.

☞ 데이터가 도착하면 그 데이터의 주소를 읽고 난후 서버나 워크스테이션의 운영체제의 적절한 위치로 이동. 출력의 경우 데이터 패킷의 주소를 설정한후 네트워크로 라우팅

☞ SPX (Sequenced Packet eXchange) : 잃어버린 패킷이나 기타 에러 상황을 처리

(나) 여러개의 전송 Protocol 스택을 설치

① 구동 DRIVE

☞ 네트워크 상에서는 다양한 워크그룹이 있어 많은 운영체제와 네트워크 Protocol 스택을 사용할때 DOS의 상용메모리 영역의 한계와 네트워크 Protocol 스택이 동일한 계층에 위치하므로 한 시스템의 시스템 메모리에서 동시에 사용 할 수 없다

☞ LAN DRIVE는 LAN CARD로 다증 Protocol 스택을 동시 사용하기 위한 것이다

② NIC드라이버와 전송 Protocol 스택간의 인터페이스 필요⇒ NBI (Network Binding Interface)

☞ NDIS는 MS사와 3COM이 공동개발한 LAN CARD구동 드라이버로 LAN CARD 1개로 동시에 여러 네트웍 Protocol로 통신할 수 있게 한다 . LAN매니저 실행시 사용한다

③ ODI (Open Data Link Interface) : 확장 메모리로 로드 불가

☞ ODI는 주로 노벨 네트워크 서버를 사용하기 위해 수행된다

④ NDIS (Network Drive Interface Specification) : Microsoft

⑤ PACKET은 FTP사와 대학들이 공동 개발하였고 TCP/IP응용과 노벨의 IPX/SPX를 위해 사용

(4) API

(가) 네트워크 상의 요구를 받아들여 적절한 전송 Protocol로 임무 수행 ≒ socket

(나) Novell Socket

(다) NetBIOS

(라) TCP/IP Socket

http://iorora.web-bi.net/tech/ETCnetwork/lan/jangbi.htm