[서버네트워크]

IP헤더 자동협상

펭귀니 2024. 9. 23. 17:39

**자동협상(Autonegotiation)**은 네트워크 장치 간에 **최적의 속도와 이중 통신 방식(Full-duplex, Half-duplex)**을 자동으로 결정하는 프로세스입니다. 주로 이더넷 연결에서 사용되며, IEEE 802.3u 표준에 정의되어 있습니다. 이 자동협상은 장치들이 서로 연결될 때, 링크의 상태와 성능을 최적화하기 위한 것입니다.

1. 자동협상에서 결정되는 두 가지 주요 요소

  • 속도: 네트워크 장치 간에 지원 가능한 최고 속도를 결정합니다. 예를 들어, 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps와 같은 속도 중 가장 높은 속도를 선택합니다.
  • 통신 방식(Duplex): 양방향(Full-duplex) 또는 단방향(Half-duplex) 통신 방식을 결정합니다.
    • Full-duplex: 동시에 양방향으로 데이터를 송수신할 수 있습니다.
    • Half-duplex: 한 번에 한 방향으로만 데이터를 전송하거나 수신할 수 있습니다.

2. 자동협상은 어떻게 이루어지나?

자동협상 과정은 두 장치가 연결될 때 서로 기능을 교환하고, 둘 중 최상의 성능으로 동작할 수 있는 속도와 통신 방식을 결정합니다. 이 과정은 다음과 같은 방식으로 이루어집니다:

  1. 신호 송수신: 장치들이 서로 연결되면, 각 장치는 자신이 지원하는 속도와 통신 방식(예: 10/100/1000Mbps, Half/Full Duplex)을 상대 장치에게 알리기 위해 신호를 주고받습니다.
  2. 능력 비교: 두 장치는 서로 가장 높은 속도와 최상의 통신 방식(Full-duplex 지원 여부)을 비교합니다.
  3. 최적 선택: 두 장치가 공통으로 지원하는 가장 높은 속도와 가장 효율적인 통신 방식을 선택하여 설정합니다.

3. 어떤 기준에 의해 결정되는가?

자동협상은 두 장치 간에 다음의 기준에 따라 최적의 링크 설정을 자동으로 결정합니다:

  • 속도 우선: 자동협상에서는 지원 가능한 가장 높은 속도가 우선적으로 선택됩니다. 예를 들어, 한 장치가 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps를 지원하고, 다른 장치도 1Gbps를 지원할 경우, 1Gbps로 자동으로 설정됩니다.
  • Full-duplex 우선: 속도가 결정된 후, Full-duplex가 지원 가능한 경우에는 **양방향 통신(Full-duplex)**가 선택됩니다. 만약 한 장치가 Full-duplex를 지원하고 다른 장치는 Half-duplex만 지원한다면, 공통으로 지원하는 Half-duplex가 선택됩니다.

4. 자동협상이 이루어지는 장치

  • **스위치, 라우터, 네트워크 카드(NIC)**와 같은 이더넷 장치들이 자동협상을 사용합니다. 이 장치들은 네트워크 케이블을 통해 연결되면 자동으로 서로의 기능을 교환하고 최적의 연결 속성과 방식을 결정합니다.

5. 자동협상의 원리

자동협상은 **FLP(Fast Link Pulse)**라는 신호 패턴을 통해 이루어집니다. 두 장치가 서로 FLP 신호를 교환하며 다음 정보를 교환합니다:

  • 지원 가능한 속도 (10Mbps, 100Mbps, 1Gbps 등)
  • 지원하는 Duplex 방식 (Full-duplex 또는 Half-duplex)

각 장치는 상대방의 FLP 신호를 받아 가장 높은 공통 속도와 최상의 통신 방식을 선택합니다. Fast Link Pulse는 **이더넷 PHY 계층(물리 계층)**에서 관리되며, 장치들이 연결될 때 자동으로 실행됩니다.

6. 자동협상의 예시

예시 1: 두 장치가 1Gbps를 지원하는 경우

  • 장치 A: 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps 지원, Full-duplex 지원
  • 장치 B: 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps 지원, Full-duplex 지원
    • 이 경우 자동협상으로 1Gbps, Full-duplex가 선택됩니다.

예시 2: 한 장치가 100Mbps까지 지원하는 경우

  • 장치 A: 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps 지원, Full-duplex 지원
  • 장치 B: 10Mbps, 100Mbps 지원, Half-duplex 지원
    • 이 경우 100Mbps, Half-duplex가 자동으로 선택됩니다. 장치 B는 Full-duplex를 지원하지 않기 때문에, Half-duplex로 설정됩니다.

7. 자동협상이 실패하는 경우

  • 자동협상이 실패하는 경우, 링크는 기본 속도와 Half-duplex로 설정됩니다. 예를 들어, 만약 자동협상이 실패하면 10Mbps Half-duplex로 설정될 수 있습니다. 이러한 경우, 네트워크 성능이 매우 저하될 수 있으므로 수동으로 속도와 통신 방식을 설정하기도 합니다.

결론

  • 자동협상은 이더넷 장치들이 서로 최적의 속도와 **통신 방식(Full/Half-duplex)**을 자동으로 협상하여 설정하는 과정입니다.
  • 기준은 최고 속도와 Full-duplex 지원 여부에 따라 결정됩니다.
  • 스위치, 네트워크 카드(NIC), 라우터와 같은 장치들이 자동협상 기능을 사용하며, 이 과정은 물리적 연결 시 자동으로 이루어집니다.