[후니의 쉽게 쓴 네트워킹] 4장 네트워크 장비에 관한 이야기

랜카드

 

랜카드는 랜에 접속하기 위해 카드처럼 생긴 것이다. 유저의 데이터를 케이블에 실어서 허브나, 라우터 등으로 전달하고 자신에게 온 데이터를 CPU에게 전달하는 역할을 수행한다.

 

환경에 따라 이더넷, 토큰링, FDDI, ATM 등으로 구분이 된다. 하지만 대부분의 환경에서는 이더넷용을 사용한다고 생각하면 된다. 환경뿐만 아니라 설치 장소, 버스 방식, 속도, 케이블 종류에 따라 다양하게 구분이 된다.

 

허브

 

허브를 한마디로 이야기하면 멀티포트 리티퍼라고 말할 수 있다.

• 멀티포트: 포트가 여러 개 달려있음
• 리피터: 재전송
• 한 포트로 들어온 데이터를 나머지 모든 포트로 재전송하는 역할을 수행함

 

허브는 서로 연결하면 마치 1대의 허브처럼 동작하고 허브에 연결된 PC끼리는 서로 통신이 가능하다는 특징이 있다. 허브 중 이더넷 허브에 대해서 조금 더 알아보자

 

이더넷 허브는 CSMA/CD의 적용을 받는다. 따라서 하나의 PC가 허브에 데이터를 보내고 있을 때 다른 PC가 데이터를 보내려고 하면 콜리전이 발생한다. 같은 허브에 연결되어 있는 모든 PC들은 모두 같은 콜리전 도메인에 있기 때문이다.

 

스위치

 

허브의 콜리전 도메인 문제를 해결할 수 있는 장비이다. 허브는 일차선 도로, 스위치는 포트 수 별로 차선이 만들어진다고 생각하면 이해하기 쉽다. 그뿐만 아니라 데이터 전송 에러 복구 등 여러 가지 기능을 제공한다.

 

허브보다 스위치가 무조건 좋은가?

그렇지 않다. 허브는 스위치보다 저렴하고 데이터 처리 속도가 일반적으로 빠르다. 들어온 데이터에 해줄 일이 별로 없기 때문이다. 그리고 스위치가 아무리 콜리전 도메인을 나누었다 하더라도 서버와의 통신은 어느 한순간에는 하나의 PC만 가능하다 (서버가 한 대인 경우) 그렇기 때문에 무조건 스위치가 좋다고 생각하면 안 된다. 상황에 따라 맞는 장비를 사용하자.

 

 브리지

 

브리지는 말 그대로 다리를 의미한다. 허브로 만들어진 콜리진 도메인 사이를 반으로 나누고 중간에 다리를 놓는다. 그리고 브리지 테이블을 통해서 다리를 건널 수 있는지 판단한다. 지금은 스위치가 브리지를 대신하기 때문에 브리지를 자세히 알 필요는 없지만 그래도 스위치의 조상이 브리지이기 때문에 개념 정도는 알고 있는 게 좋을 것 같다.

• 스위치가 브리지보다 빠르다. 스위치는 처리 방식이 하드웨어로 구성 (처리 절차를 미리 칩에 구움). 브리지는 소프트웨어적으로 구성
• 스위치는 포트별로 서로 다른 속도로 연결할 수 있음
• 스위치는 브리지에 비해 제공하는 포트 수가 훨씬 많음
• 스위치는 Cut-through 또는 Store-and-forward 방식 사용. 브리지는 Store-and-forward 방식 사용

 

 

브리지/스위치 기능

 

• Learning
  
  • 통신을 위해서 프레임을 내보내면 해당 PC의 맥 어드레스를 읽어서 맥 어드레스 테이블(브리지 테이블)에 저장
  • 브리지 테이블을 활용해서 다리를 건너게 할 것인지 결정
• Flooding
  • 들어온 포트를 제외한 나머지 모든 포트로 뿌림
  • 브리지 테이블에 없는 주소가 들어올 때 사용
  • 브로드캐스트, 멀티캐스트의 경우에도 발생
• Forwarding
  • 목적지의 맥 어드레스를 자신의 브리지 테이블에 가지고 있고, 목적지가 출발지의 맥 어드레스와 다른 세그먼트에 존재하는 경우에 발생
  • 목적지가 어디 있는지를 알고 있는데 그 목적지가 다리를 건너가야만 하는 경우에 발생
  • Flooding과 달리 모든 포트가 아닌 해당 포트 쪽으로만 프레임을 뿌려줌
• Filtering
  • 브리지를 못 넘어가게 막는 것
  • 출발지와 목적지가 같은 세그먼트에 있는 경우
• Aging
  • 맥 어드레스를 평생 저장하면 금방 브리지 테이블이 차버림
  • 특정 시간이 지나면 해당 주소 삭제
  • 다시 들어오면 리플래시 동작

 

Looping

 

프레임이 네트워크상에서 무한정으로 뱅뱅 도는 경우를 Looping이라고 한다. 이런 경우에는 CSMA/CD 특성상 네트워크가 무용지물 상태로 빠질 수 있다. 이를 막기 위한 방법으로는 스패닝 트리 알고리즘이 있다. 스패닝 트리 알고리즘은 브리지나 스위치에 목적지까지의 경로가 두 개 이상 존재할 때 이를 막는 역할을 수행한다. (두 개 이상의 경로가 발생하면 하나를 제외하고 나머지 경로를 자동으로 막아두었다가 기존 경로에 문제가 생기면 막아놓은 경로를 풀어서 데이터를 전송)

 

라우팅 vs 스위칭

 

위 글을 읽어보면 스위치만 있어도 될 것 같은 느낌이 있다. 하지만, 브로드캐스트 영역(도메인)을 나눠주기 위해서는 라우터가 꼭 필요하다.

 

 

허브: 한 포트로 들어온 데이터를 나머지 모든 포트로 뿌려줌
브리지/스위치: 콜리진 도메인 영역 분리
라우터: 브로드캐스트 영역 분리