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MAC 주소 [ MACA, MAC address, -住所 ]
 
이더넷의 물리적인 주소. 이더넷 카드의 읽기용 기억 장치(ROM)에 기록된 것으로서 주소 크기는 48비트인데,
미국전기전자학회(IEEE)가 전반부 24비트를 벤더에 할당하면, 벤더 측은 후반부 24비트에 대해 세부 할당을 한다.
통신망 운용 상태를 감시하기 위한 모니터 초기 화면에는 각 기계의 이름이 미리 망 관리 인터페이스 카드
(NIC:network interface card)에 할당되어 MAC 주소(MACA)로 표시되어 있다. 이것만으로는 기계명을 분간하기
어려우므로 메뉴의 ‘캡처’로 ‘모든 이름의 검색’을 선택, MACA를 기계명으로 변환해 둔다. 일반적으로 48비트
길이이며, 통상 개인용 컴퓨터(PC)나 구내 정보 통신망(LAN) 기기의 LAN 접속구상의 ROM에 기입해 두고,
MAC층 데이터 프레임의 앞쪽(머리부)에는 송신처와 주소를 지정해서 사용한다.

주소 결정 프로토콜(Address Resolution Protocol, ARP)은 네트워크 상에서 IP 주소를 물리적 네트워크
주소로 대응시키기 위해 사용되는 프로토콜이다. 여기서 물리적 네트워크 주소는 이더넷 또는 토큰링의 48 비트
네트워크 카드 주소를 뜻한다.

이를테면, IP 호스트 A가 IP 호스트 B에게 IP 패킷을 전송하려고 할 때 IP 호스트 B의 물리적 네트워크 주소를
모른다면, ARP 프로토콜을 사용하여 목적지 IP 주소 B와 브로드캐스팅 물리적 네트워크 주소 FFFFFFFFFFFF를
가지는 ARP 패킷을 네트워크 상에 전송한다. IP 호스트 B는 자신의 IP 주소가 목적지에 있는 ARP 패킷을 수신하면
자신의 물리적 네트워크 주소를 A에게 응답한다.

이와 같은 방식으로 수집된 IP 주소와 이에 해당하는 물리적 네트워크 주소 정보는 각 IP 호스트의 ARP 캐시라
불리는 메모리에 테이블 형태로 저장된 다음, 패킷을 전송할 때에 다시 사용된다. ARP와는 반대로, IP 호스트가
자신의 물리 네트워크 주소는 알지만 IP 주소를 모르는 경우, 서버로부터 IP주소를 요청하기 위해 RARP
(Reverse Address Resolution Protocol)를 사용한다.

위키백과에 ARP에 대한 설명이 간결하고 쉽게 기술되어 있다.
DNS가 IP네트워크에서 도메인이나 호스트 이름을 숫자로 된 IP 주소로 해석해주는 것처럼 ARP는 IP 주소로
Mac Address를 알아내는 것이라고 생각하면 된다.


ARP의 동작은 위의 그림과 같다.
1. 목적지 IP 주소에 대응하는 목적지 Mac 주소를 구하기 위해서 ARP 브로드캐스트를 발생시킨다.
2. ARP 패킷의 목적지 IP가 자신의 IP와 동일한 호스트는 자신의 Mac 주소를 유니캐스트로 송신자에게 응답한다.
3. 송신자는 ARP 테이블에 목적지 Mac 주소를 등록한 후에 자신의 실제 정보를 수신자에게 전송한다.

위 그림은 ARP 헤더 구조이다.

1. 구조체 사용의 장점
 간단한 성적 처리 프로그램을 작성한다고 가정했을 때, 학생의 이름, 국어, 영어, 수학, 평균 점수를 저장할 변수가 필요하다.
단순하게 변수를 선언하면 다음과 같다.

char name[10];  int korean, english, math;  double average;

하지만 위의 변수들은 모두 1명의 학생을 위한 것이다. 만약 학생이 2명이라면 또 다른 변수를 선언해야하고 학생이
100명이라면 각 변수를 100개씩이나 선언해야 한다. 이런 불상사를 막을 수 있는 방법이 구조체이다.
구조체는 각 변수들을 하나로 묶어서 관리할 수 있도록 한다.

2. 구조체의 정의

struct 태그명{  데이터형 멤버명;  ... }; ex)  struct grade{  char name[10];  int korean, english, math;  double average; }; //구조체의 정의도 C 문장이므로 마지막에 세미콜론(;)을 빼먹지 말자.

※ Tip
기본 데이터형(primitive data type) : char, short, int, float, double 등
파생 데이터형(derived data type) : 기본형으로부터 만들어낸 배열, 포인터, 구조체, 공용체, 열거체
사용자 정의형(user-defined data type) : 구조체처럼 프로그래머에 의해서 새로 만들어진 데이터형

※ 구조체의 크기

struct grade{  char name;  short no;  int korean;  double average; };

 grade 구조체의 크기는 단순히 멤버들의 크기의 합, char(1byte)+short(2byte)+int(4byte)+double(8byte) = 15byte일까?
무조건 그렇지는 않다. 구조체의 크기는 모든 멤버들의 합보다 크거나 같다. 그 이유는 메모리 정렬(alignment) 때문인데
대부분의 CPU는 메모리 접근을 할 때 1바이트, 2바이트, 4바이트 단위 등으로 접근하기 때문에 단위를 맞춰서 변수를
할당하면 효율적 접근이 가능해진다. 이때 메모리가 정렬되었다고 하는데 C 컴파일러는 효율적 메모리 접근을 위해 실제로
사용되지 않는 데이터 바이트를 삽입하기도 한다. 이것을 패딩(padding)이라고 한다. 이런 패딩으로 인해서 구조체의
크기가 더 커질 수 있는 것이다. 따라서 구조체의 정확한 크기를 구하려면 단순히 멤버들 크기의 합을 구하면 안되고
sizeof 연산자를 사용해야 한다.

3. 구조체 변수의 선언

struct 태그명 변수명1, 변수명2, ...;  ex) struct grade student1;       struct grade student1, student2;

 구조체는 새로운 데이터형을 만드는 것이므로 구조체를 정의하는 것만으로 구조체 변수가 메모리에 할당되지 않는다.
구조체의 멤버들은 구조체 변수가 선언될 때에 비로소 메모리에 할당된다.

struct grade student1;

name

korean

english

math

average

           char[20]                      int                             int                                int                        double

                                                                           student1

 위와 같이 메모리에 할당되며 보는 바와 같이 구조체 안에는 여러 변수들이 존재한다. 각 멤버 변수에 접근하려면 멤버
접근 연산자인 .를 이용한다.

strcpy(student1.name, "홍길동");  student1.korean = 95;  student1.english = 100;  student1.math = 98;  student1.average = (double) (student1.korean+student1.english+student1.math) / 3;

 
 다른 학생(student2)에 관한 변수가 필요하다면 구조체 변수를 하나 더 선언해주면 된다.

struct grade student2;  strcpy(student2.name, "효도르");  student2.korean = 90;  student2.english = 95;  student2.math = 100;  student2.average = (double) (student2.korean+student2.english+student2.math) / 3;

 구조체 정의와 동시에 구조체 변수를 선언하는 것도 가능하며 이때에는 구조체의 태그명이 생략 가능하지만 되도록
태그명을 지정하는 것이 좋다.

struct gender{  int m;  int f;  }g1, g2;  struct {  int m;  int f;  }g1, g2;

 
 구조체 변수도 초기화 하지 않으면 쓰레기 값을 가지므로 초기화하는 것이 좋다.

struct grade student1 = {"홍길동", 100, 100, 100, 0.0};

 초기값이 멤버의 수보다 적으면 나머지 멤버들은 0으로 초기화 된다.

struct grade student2 = {"효도르"}; //나머지 멤버는 모두 0으로 초기화 됨.

<예제> grade 구조체의 정의 및 사용

#include <stdio.h> struct grade{  char name[10];  int korean, english, math;  double average; }; int main(void){ struct grade student1 = {"홍길동", 95, 100, 98, 0.0}; struct grade student2 = {"효도르", 90, 95, 100}; student1.average = (double) (student1.korean+student1.english+student1.math) / 3; student2.average = (double) (student2.korean+student2.english+student2.math) / 3; printf("이름 : %s, 평균 : %5.2f\n", student1.name, student1.average); printf("이름 : %s, 평균 : %5.2f\n", student2.name, student2.average); return 0; }

4. 구조체 간의 초기화 및 대입
 같은 구조체형의 변수들끼리는 서로 초기화나 대입이 가능하다.

struct point{ int x; int y; }; struct point p1 = {1,2}; struct point p2 = {3,4}; struct point p3 = p1; //p3.x와 p3.y는 각각 p1.x와 p1.y로 초기화 됨. 이것을 멤버 대 멤버 초기화 struct point p4; p4=p2; //p2.x를 p4.x에 대입하고 p2.y를 p4.y에 대입함. 이것을 멤버 대 멤버 대입

하지만 구조체 변수 간에 비교 연산은 불가능하다.

if(p1==p2) //컴파일 에러  printf("좌표가 같습니다.\n");

 두 구조체 변수의 값을 비교하려면 멤버 대 멤버로 비교해야 한다.

if(p1.x==p2.x && p1.y==p2.y)  printf("좌표가 같습니다.\n");

5. 구조체 배열

struct grade arr[3];

struct grade arr[3];

name

korean

english

math

average

name

korean

english

math

average

name

korean

english

math

average

<-------------arr[0]---------------><-------------arr[1]-----------------><-------------arr[2]----------------->
<--------------------------------------------------------arr[3]------------------------------------------------>

구조체 배열의 메모리 할당은 위와 같이 도식화할 수 있다.

구조체 배열도 일반 배열처럼 인덱스를 이용해서 배열의 원소에 접근할 수 있다.

for(i=0;i<3;i++)  arr[i].average = (double) (arr[i].korean + arr[i].english + arr[i].math) /3;

구조체 배열의 초기화는 배열의 각 원소가 각각 구조체 변수이므로 다음과 같이 한다.

struct grade arr[3] = { {"홍길동",100,100,99}; {"효도르",94,100,99}; {"크로캅",85,90,95}; };

6. 구조체 포인터
 구조체 포인터는 구조체 변수를 가리키는 포인터이다.

struct grade student1 = {"홍길동",100,100,99};  struct grade *p = &student1; //구조체 포인터 선언 및 초기화

 구조체 변수에 접근하려면 간접 참조 연산자인 *를 이용하는데 *p는 구조체 변수가 되므로 멤버에 접근하려면 .연산자가
필요하다. 이때에 (*p).name과 같이 사용한다. *p.name이라고 하면 *(p.name)이라는 의미가 되므로 주의가 필요하다.
 다른 방법으로는 간접 멤버 접근 연산자인 ->연산자를 이용할 수 있다.

(*p).name = 100;  p->name = 100;

 (*p).name 보다는 p->name이 더 간단하여 자주 사용된다.

7. 비트필드
 구조체 정의 중에 특별한 방법으로 비트필드가 있다. 비트필드는 구조체의 멤버를 비트 단위로 사용하도록 하는 것이다.
예를 들어 시간 정보를 저장하는 구조체를 생각해보자.

struct time{  int hour;  int min;  int sec; };

 위와 같은 time 구조체의 크기는 12바이트가 된다. 이때 비트필드를 이용하면 2바이트나 4바이트 크기의 데이터형을 비트
단위로 나눠 사용하여 크기를 줄일 수 있다.

struct time{  unsigned int hour : 5; //5비트에 hour 멤버를 저장함.  unsigned int min : 6;  unsigned int sec : 6; };

 비트필드 정의 시에는 멤버 이름 다음에 클론(:)을 쓰고 비트 수를 적으면 된다. 전체가 17비트이므로 unsinged int 하나만
으로 time 구조체를 저장할 수 있다. 따라서 time 구조체의 크긴느 4바이트이다. 6비트로 표현 가능한 숫자가 0~63이고
분이나 초가 0~59사이의 값이므로 6비트만으로 모든 값을 표현할 수 있다. 5비트는 0~23사이의 값을 갖는다.
 그렇다면 비트필드의 메모리 할당은 어떤 식으로 될까?

                         16                                              10                                              4                                   0
                                              sec                                              min                                     hour
비트필드의 메모리 할당 도식화.

비트필드 정의 시에 중간에 일부 비트를 비워두고 멤버를 특정 비트에 할당할 수 있다.

struct time{  unsigned int hour : 5; //5비트에 hour 멤버를 저장함.  unsigned int : 2;  unsigned int min : 6;  unsigned int : 5;  unsigned int sec : 6; };

위와 같이 선언하면 hour 변수를 할당하고 2비트를 비워두고 min 변수를 할당한다.