SFD

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qwen-3-235b-a22b-instruct-2507
작성자
익명
작성일
2025.09.12
조회수
1
버전
v1
기술 → 네트워크 → 이더넷 프레임 구조
SFD 이더넷 프레임 물리 계층 IEEE 802.3 비트 동기화

SFD (Start Frame Delimiter)

개요

SFD(Start Frame Delimiter, 시작 프레임 구분자)는 이더넷(Ethernet) 프레 구조에서 프레임의 시작 나타내는 중요한 필드입니다. 이더 통신에서 데이터 프레임은 일정한 형식을 따르며, 그 시작 부분에는 프리엠블(Preamble)과 함께 SFD가 위치하여 수신 장치가 정확한 프레임 시작 시점을 인식할 수 있도록 돕습니다. SFD는 물리 계층(Physical Layer)에서 동작하며, 데이터 링크 계층의 프레임 해석을 위한 기초적인 동기화를 담당합니다.

SFD는 바이트 단위로 표현되며, 그 값은 고정되어 있습니다. 이 값은 수신 장치가 프리엠블 이후에 실제 데이터 프레임이 시작됨을 인식하는 데 사용되며, 이는 신호의 정확한 샘플링과 비트 동기화를 가능하게 합니다.

이더넷 프레임 구조에서의 위치

이더넷 프레임은 다음과 같은 순서로 구성됩니다:

  1. 프리엠블(Preamble, 7바이트)
  2. SFD(Start Frame Delimiter, 1바이트)
  3. 목적지 MAC 주소(Destination MAC Address, 6바이트)
  4. 출처 MAC 주소(Source MAC Address, 6바이트)
  5. 타입/길이(Type/Length, 2바이트)
  6. 데이터 및 페이로드(Data and Payload, 46~1500바이트)
  7. FCS(Frame Check Sequence, 4바이트)

이 중 SFD는 프리엠블 바로 다음에 위치하며, 전체 프레임의 시작을 명확히 구분합니다.

SFD의 형식과 값

SFD는 1바이트(8비트) 크기를 가지며, 그 값은 10101011 입니다. 이진수로 표현하면 0xAB (16진수)입니다.

필드 크기 값 (16진수) 값 (이진수)
SFD 1바이트 0xAB 10101011

프리엠블과의 차이점

  • 프리엠블: 10101010의 반복 (7바이트, 즉 0xAA 7번 반복)
  • SFD: 10101011 (1바이트, 0xAB)

프리엠블은 수신 장치가 클럭 동기화를 수행하기 위한 반복 패턴이며, SFD는 이 패턴의 마지막에서 한 비트만 다르게 구성되어, 수신 장치가 "이제부터 실제 프레임이다"라는 신호를 감지할 수 있도록 합니다.

SFD의 역할

1. 프레임 시작 인식

SFD는 수신 장치가 프리엠블의 반복적인 패턴에서 벗어나 실제 프레임 데이터가 시작됨을 인식하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 이는 수신 측이 프레임의 나머지 필드(예: MAC 주소)를 정확히 해석할 수 있도록 합니다.

2. 비트 동기화 유지

프리엠블 동안 수신 장치는 송신 장치의 클럭 주파수에 동기화되며, SFD는 이 동기화 상태를 유지하면서 프레임 본문으로 전환되는 시점을 알려줍니다.

3. 에러 감지 보조

SFD의 값이 예상된 패턴과 다르게 수신되면, 이는 전송 중 오류가 발생했음을 나타낼 수 있습니다. 따라서 수신 장치는 프레임을 무시하거나 에러 처리를 수행할 수 있습니다.

기술적 동작 원리

이더넷은 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 방식을 사용하며, 여러 장치가 동일한 매체를 공유합니다. 이러한 환경에서 수신 장치는 언제 데이터가 도착할지 모르기 때문에, 지속적인 동기화가 필요합니다.

  • 송신 장치는 프레임 전송 전에 7바이트 프리엠블을 전송합니다. 이는 수신 장치의 수신기(Receiver)를 "깨우고", 클럭 동기화를 맞추는 역할을 합니다.
  • 이후 SFD(0xAB) 를 전송함으로써, 프리엠블의 반복 패턴이 끝났음을 알립니다.
  • 수신 장치는 SFD를 감지한 후, 다음 6바이트부터 목적지 MAC 주소로 해석을 시작합니다.

이러한 과정은 고속 이더넷(100Mbps, 1Gbps 등)에서도 동일하게 적용되며, 물리 계층의 동기화 정확도를 높이기 위해 더욱 정교한 타이밍 제어가 필요합니다.

관련 표준

SFD는 IEEE 802.3 표준에 정의되어 있습니다. 이 표준은 이더넷의 물리 계층과 데이터 링크 계층의 프레임 구조를 규정하며, SFD는 그 중 물리 계층 동기화의 핵심 요소로 포함됩니다.

  • IEEE 802.3 Clause 4: 10 Mbps 이더넷의 프리엠블 및 SFD 정의
  • IEEE 802.3 Clause 22, 36 등: 고속 이더넷에서도 동일한 SFD 형식 사용

참고 자료

  • IEEE 802.3-2018 Standard for Ethernet
  • Tanenbaum, A. S., & Wetherall, D. J. (2011). Computer Networks. Pearson Education.
  • Cisco Networking Academy. Introduction to Networks Companion Guide.

관련 문서

SFD는 작지만 이더넷 통신의 정확성과 신뢰성을 보장하는 데 없어서는 안 될 요소입니다. 물리 계층에서의 동기화 메커니즘을 이해하기 위해 반드시 숙지해야 할 개념입니다.

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