1. Repeater
노드 간 흐르는 전기 신호를 정형화하고 증폭하는 기능을 담당하는 네트워크 중계 장비. Physical Layer에서 동작하며, 상위 계층의 MAC address나 IP address를 처리하지 못한다.
즉, 단순히 전기적 신호만을 증폭시키는 역할을 한다. 이를 통해 먼 거리까지의 통신이 가능해진다. 요즘은 다른 네트워크 장비들이 리피터 기능을 지원하여 단일 리피터는 잘 사용되지 않는다.
2. HUB
Physical Layer에서 동작하는 또 다른 장비인 허브는 여러 개의 물리적 포트를 가지고 있어서 여러 대의 장비를 LAN에 접속할 수 있게 해준다. 기본적으로 리피터와 마찬가지로 전기 신호를 정형하고 증폭하는 기능을 해준다.
여러 대의 컴퓨터가 데이터를 주고받을 때 유용하지만, 특정 포트로부터 데이터를 받는다면 해당 포트를 제외한 나머지 모든 포트로 받은 데이터를 전송한다. 이를 플러딩이라고 하는데 충돌이 많이 발생하며 보안성 문제가 있다.
3. Bridge
Data-Link Layer에서 동작하는 Bridge 역시 허브와 마찬가지로 이더넷 장비를 물리적으로 연결시키며, 프레임 전송거리를 연장한다. 그러나 위의 두 장비와는 달리, 이더넷의 MAC address를 기반으로 프레임 전송 포트를 결정할 수 있어 허브의 단점을 보완한 장비이다. 스위치가 나오기 전까지 주로 사용됐다.
[세부 기능]
- Learning: 브릿지로 전송된 통신 프레임의 MAC address를 MAC address 테이블에 저장하는 기능
- Flooding: MAC address 테이블에 없는 주소라면 들어온 포트를 제외한 나머지를 모든 포트로 전송하여 테이블에 새 주소를 추가할 수 있다.
- Forwarding: 목적지 MAC address를 자신의 MAC address 테이블에 가지고 있고, 이 목적지가 출발지 MAC address와 다른 세그먼트에 있는 경우 오직 해당 포트로만 데이터를 전송한다. Flooding과 다르게 오직 해당 포트로만 프레임을 전송하는 것이다.
- Filtering: 목적지 MAC address를 알고 있고, 출발지와 목적지가 같은 세그먼트 상에 있다면 다른 세그먼트로 프레임을 전송하지 못하도록 막는 기능. 이 기능 덕분에 충돌 도메인을 나눌 수 있다.
- Aging: MAC address 테이블에 값들이 임시적으로 저장되는데 그 유효기간을 의미한다.
4. Switches
Data-Link Layer에서 동작하며 브릿지의 특성과 기능을 가지고 있지만 다음과 같은 차이점이 존재한다.
- 스위치의 처리 방식은 하드웨어로 이뤄지기에 소프트웨어적으로 패킷을 처리하는 브릿지에 비해 훨씬 빠르다.
- 스위치는 서로 다른 속도를 연결해줄 수 있는 기능을 제공한다.
- 브릿지에 비하여 제공하는 포트 수가 많다.
- 스위치의 경우 cut-through 방식을 사용하여 브릿지에 비해 스위칭 속도가 빠르다.
- cut-through 방식: 들어오는 패킷의 목적지 주소만을 본 다음 바로 스위칭을 하는 방식
- cut-through 방식: 들어오는 패킷의 목적지 주소만을 본 다음 바로 스위칭을 하는 방식
5. Router
Data-Link Layer의 기능만으로는 해당 네트워크 안에서만 통신이 가능하지만, 네트워크 간 통신을 가능하게 하는 것이 Network Layer의 역할이고 여기서는 라우터라는 장비가 사용된다. 라우터는 IP Address를 참조하여 네트워크 주소가 서로 다른 장비들을 연결할 때 사용된다. WAN 상에서의 데이터가 출발지에서 목적지까지 정확하고 효율적으로 이동하는 것을 Route라고 하고, 이를 위해 최적의 경로를 찾는 역할을 수행하는 것이 라우터이다.
