네트워크 장비, 허브(Hub), 스위치(Switch), 라우터(Router) 개념 및 정리

안녕하세요. 오늘은 네트워크 장비의 종류에 대해서 포스팅해보겠습니다.

(총 3가지에 대해서 허브, 스위치, 라우터)

 

[ Hub(허브) ]

전기적인 신호를 증폭시켜 LAN의 전송거리를 연장시키고, 여러대의 장비를 LAN에 접속할 수 있도록 한다.

 

특히 허브는 10 Base-T나 100 Base-T처럼 UTP 케이블을 사용하는 환경에서 장비들을 상호 연결시키는 콘센트 레이터(Concentrator) 역할도 함께 제공한다.

만약 허브가 없다면 아래 그림처럼 크로스 케이블을 사용하여 두 대를 연결할 수 있다. UTP를 사용하는 장비들은 두 대만 연결 가능하다.

 

PC - PC

 

허브를 사용하면 아래 그림과 같이 한꺼번에 많은 장비를 연결할 수 있다.

 

허브

 

LAN에서 주로 사용되는 UPT 케이블은 최대 전송거리가 100m 이다.

그러나 허브를 사용하면 전송거리가 연장된다.

허브는 한 장비에서 전송된 데이터 프레임을 허브로 연결된 모든 장비에게 다 전송하며,

이를 플러딩(flooding)이라고 한다.

 

아래 그림에서 PC4가 PC4에게 프레임을 전송하면 목적지인 PC3 뿐만 아니라 PC1, PC2에게도 전송된다.

결과적으로 충돌이 많이 발생하여 하나의 허브에 많은 장비를 연결할 수 없다.

같은 이유 때문에 보안성도 떨어진다.

또, 하프 두플렉스(half duplex)로만 동작하기 때문에 이더넷 프레임의 충돌이 발생할 가능성이 높고, 네트워크의 성능도 떨어진다.

 

허브 설명

 

한 장비가 프레임을 전송하면 모든 장비와 충돌이 발생할 수 있으므로, 허브에 접속된 모든 장비들은 하나의 충돌 영역에 있다고 한다.

가정이나 소규모 기업에서 PC를 연결하는 경우를 제외하고는 거의 허브를 사용하지 않는다.

 

[ Switch(스위치 ]

스위치는 MAC 주소와 포트 번호가 기록된 MAC 주소 테이블을 가지고 있어, 목적지 MAC 주소를 가진 장비가 연결된 포트로만 프레임을 전송한다.

아래 그림에서 PC4의 MAC주소가 0000.0000.0003인 PC3이 목적이인 프레임을 스위치로 전송하면, 스위치는 MAC주소 테이블을 참조하여 해당 PC가 연결되어 있는 포트3으로만 프레임을 전송한다.

 

스위치

 

한 포트에서 전송된 프레임이 MAC 주소 테이블에 있는 특정 포트로만 정소오디기 때문에 다른 포트가 전송하는 프레임과 충돌이 일어나지 않는다.

그러므로 네트워크 성능이 향상되고, 보안성도 좋아 진다.

스위치는 프레임의 목적지 MAC 주소가 브로드캐스트일 때, 수신한 프레임을 모든 포트로 전송한다.

PC에서 사용되는 많은 통신용 프로토콜들이 브로드캐스트 프레임을 사용하기 때문에, 스위치에 접속된 장비가 많아질수록 브로드캐스트 트래픽이 증가하고, 이로 인한 네트워크의 성능저하가 심해진다.

이를 해결하기 위하여 VLAN이 도입된다. 동일한 스위치라도 VLAN이 다르면 브로드캐스트 프레임이 차단되어 브로드캐스트 프레임의 플러딩으로 인한 성능저하와 보안성 문제를 해결할 수 있다.

 

[ Router(라우터) ]

라우터는 IP 주소 등 레이어3에 있는 주소를 참조하여 목적지와 연결되는 포트로 패킷을 전송한다. 따라서, 라우터를 레이어3 장비라고 한다.

서브넷이 다른 IP 주소를 가진 장비간에 통신이 이루어지려면 반드시 레이어 3 장비를 거쳐야만 한다.
스위치는 멀티캐스트, 브로드캐스트 및 목적지를 모르는 유니캐스트 프레임을 수신하면 수신 포트를 제외한 모든 포트로 플러딩시키는 반면, 레이어 3 장비들은 이런 프레임을 모두 차단한다.

라우터는 아래 그림처럼 네트워크 주소가 서로 다른 장비들을 연결할 때 사용한다.

또 원격지에 위치한 네트워크들을 연결하는 경우가 많다. 장거리 전송이 가능한 이더넷 기술이 발달하여 원격지의 LAN을 스위치를 이용하여 직접 연결하는 경우도 많다.

 

라우터

 

[ 용어 ]

10Base-T (UTP 방식) ?
Ethernet LAN에서 UTP 케이블을 사용하는 케이블 연결방식
10Base-T에서 10은 10 Mbps, Base는 baseband, T는 Twisted-Pair cable을 의미

Half Duplex ?
이중통신 또는 쌍방향 통신
두 지점 사이에서 정보를 주고 받는 전자 통신 시스템, 한쪽이 송신하는 동안 다른 쪽에서 수신하는 통신 방식으로, 전송 방향을 교체한다.

 

 

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