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IT/Wireless Security

무선랜 802.11 프로토콜 구조

예영교육 연구소 2011. 12. 22. 19:31


오늘은 무선랜 프로토콜의 구조에 대해 함께 살펴보도록 하겠습니다. 이번 글에서도 전체적인 그림을 그리는 것을 목적으로 설명을 하도록 하겠습니다. 세부적인 사항은 하나씩 나중에 살펴보도록 하겠습니다.

보시는 바와 같이 OSI 7계층은 웬만한 분들은 다 아시니 이 부분은 안다고 생각하겠습니다. ^^


무선랜은 IEEE 802.11
규격을 사용합니다. IEEE 802.11규격은 위와 같이 데이터 링크 계층(DataLink Layer)과 물리 계층(Physical Layer)을 다루고 있습니다. 위의 설명에서와 같이 물리계층은 신호를 검출해서 데이터를 전송하는 역할을 하고 데이터 링크 계층에서는 다양한 방법으로 데이터가 정확하게 전송되었는지를 확인하게 되죠.

 

앞으로 무선랜을 하게 되면 많이 등장하게 될 용어 일 것 같은데요. 기억해야 할 용어가 있습니다. 간단하게 설명하겠습니다.

 

<용어 몇가지>

CSMA/CA : 무선 LAN용의 규격으로 IEEE802.11a, 802.11b, IEEE 802.11g에 기본적으로 사용되는 통신 프로토콜. CSMA/CD을 무선 환경에 맞추어 발전된 형태

FHSS 방식 : 동일지역에서 주파수를 일정한 대역으로 나누고 이를 고속으로 옮겨 다니면서 전송되는 방식

DSSS 방식 : 일정 대역폭( 22MHz)을 하나의 주파수로 하여 채널을 나누고 이를 사용하는 방식.

PLCP부계층 : 802.11 MAC부계층과 무선 전송 프레임을 연결하는 역할. 자신만의 헤더를 붙임

PMD부계층 :

가.   PLCP부계층으로부터 넘겨받은 정보를 안테나를 통해 무선 매체(공기)에 전송합니다.

나.   신호의 변조 및 인코딩/디코딩을 수행합니다.

 
위의 그림을 보면 알 수 있듯이 
물리계층은 실제 무선 주파수 대역에 데이터를 실어 보내는 기능을 하고데이터 링크 계층은 전송이 정확하게 되는지 보장을 하죠.  

먼저 물리계층에 대해 알아보겠습니다.

 
 
A.   물리계층

물리계층의 역할

들어오는 신호를 검출합니다. 그리고 무선매체가 사용 중인지 아닌지(busy or idle)의 여부를 자신의 위에 계층인 MAC부 계층에게 알려주지요(보고 체계가 명확 ^^).

그리고 데이터 프레임의 개별 옥텟을 송수신합니다.

(옥텟이란? 8비트의 배열을 말하며 옥텟 한 개는 일반적으로 8비트로 구성된 한 바이트와 같습니다.)

정리하면 3가지 기능을 가집니다.

반송파 감지, 송신, 수신

 

B.   데이터 링크 계층

데이터 링크 계층은 위에서 보는 바와 LLC MAC로 나누어 집니다MAC 계층 부분이 매체에 따라 다른 특징을 갖기에 무선랜에 맞추어 이 계층에 대해 자세히 살펴보도록 하겠습니다.

MAC(Medial Access Control) 계층

CSMA/CA

유선랜 일때는 CSMA/CD를 사용하시는 것은 아시죠.(--!) 무선랜에서는 다음의 프로토콜을 사용합니다. CSMA/CA를 사용합니다. 유선랜 일 때 사용하는 CSMA/CD는 무선 랜일 경우에 그대로 적용하기에 몇 가지 문제점(2가지)이 있다고 해서 CSMA/CD가 등장하게 되었습니다. 나중에 자세한 설명을 하겠습니다.


MAC
부 계층의 역할(802.11에서)

스테이션 서비스 : 무선 스테이션 사이의 교신에 필요한 기능을 제공합니다.

분배시스템 서비스 : 기본적으로 AP가 제공하며, MSDU의 전달 분배 기능을 말합니다.

 

MAC부계층에서 동작 형태

무선 매체에 대한 접근 제어 : CSMA/CA

네트워크의 참가

      스테이션이 최초로 전원이 켜지고 탐색/합류하는 과정을 말합니다.

    인증 및 보안(3개의 상태)

      상태 1(인증, 결합 모두 안됩니다.),

상태2(인증은 됐지만 결합이 안됩니다),

상태3(인증, 결합 모두 됩니다.)

 

무선 MAC부계층에서의 주요 프레임

    관리 프레임  : 무선 노드와 AP사이의 초기 통신을 확립합니다.

    제어 프레임  : 스테이션 사이의 신뢰성 있는 데이터 전송을 위해 데이터 프레임과 함께 사용됩니다. 채널 확보, 반송파 감지 및 유지, 수신 데이터의 확인, 긍정 응답 등을 수행합니다.

    데이터 프레임 : 실제 정보가 들어가 있습니다.


이번 글에서 너무 많은 내용을 다루려다 보니 조금 무리가 있었네요.
앞으로 이를 중심으로 하나씩 하나씩 알아보도록 하겠습니다.