네트워크 장비란?
네트워크 장비에 대해 알기 전 네트워크에 대해 먼저 알아보자.
네트워크(Network)란 net(그물)와 work(작업)의 합성어로 그물처럼 긴밀하게 연결되어 어떤 작업을 한다는 뜻이다.
IT에서 사용되는 정의로 바꿔보자면 두대 이상의 컴퓨터가 데이터 통신을 위해 연결되어 있는 통신구조를 의미한다.
그렇다면 네트워크 장비가 어떤 것인지 감이 잡힐 것이다.
바로 전송자가 수신자에게 데이터를 전달하여 단말간 통신을 가능하게 하는 장비다.
리피터
리피터는 OSI 7계층 모델 중 물리계층(Layer 1)에서 동작하는 네트워크 장치로, 약해진 신호를 증폭하여 원래의 상태로 복구하는 역할을 한다.
네트워크에서 데이터가 전송될 때 거리가 멀어질수록 신호가 약해지고 손상될 수 있기 때문에, 이를 보완하여 데이터 전송 길이를 늘리는 데 사용된다.
하지만 순기능만이 있는것은 아니다.
리피터는 단순히 신호를 증폭하여 전송하기 때문에 충돌이 발생하면 해당 네트워크에 전체적인 영향을 미칠 수 있다.
또한 데이터를 분석하거나 필터링하지 않기 때문에, 불필요한 신호나 노이즈도 증폭시킬수도 있다.
허브
허브도 OSI 7계층 모델 중 물리계층(Layer 1)에서 동작하는 네트워크 장치로, 여러 네트워크 장치를 물리적으로 연결하여 데이터를 전달한다.
흔히 중앙집중식 연결 장치로 불리며, 네트워크에서 단순히 데이터를 수신하고, 연결된 모든 포트로 재전송하는 역할을 한다.
여기서 생각해봐야할 게 바로 모든포트로 전송한다는 점이다.
위 그림처럼 허브와 8대의 PC들이 연결되어 있을 때 PC1이 PC2에게 데이터를 보낸다고 해보자.
PC1은 허브에 데이터를 보내고 허브는 연결된 케이블 중 한 케이블로 신호가 들어오면 다른 모든 케이블로 전달하는 flooding(플러딩)이라는 동작을 하게 된다.
그 결과 PC2뿐만 아니라 PC3, PC4, ... PC8까지 허브에 연결되어있는 모든 PC까지 데이터를 받게되고 PC2를 제외한 나머지 PC들은 해당 데이터를 폐기한다.
해당 과정이 반복되면 과도한 트래픽으로 인한 충돌현상이 발생한다.
이러한 이유로 허브는 잠시 후 다룰 스위치의 등장으로 인해 현재 거의 사용하지 않고 일부 학습용이나 특수 목적을 위한 네트워크 환경에서만 사용된다.
브리지
브리지는 데이터 링크 계층(Layer 2)에서 동작하는 네트워크 장치로, LAN의 세그먼트를 연결하여 하나의 네트워크처럼 동작하도록 한다.
또한 들어오는 패킷을 분석해 브리지가 다른 네트워크로 전송할 수 있는 지 결정할 수 있다(필터링).
이로인해 필요하지 않은 데이터는 다른 세그먼트로 전달하지 않으므로 트래픽을 줄일 수 있다.
하지만 연결된 네트워크가 커질수록 MAC 주소 테이블 관리가 복잡해지고 성능이 저하될 수 있다.
브리지 또한 현대 네트워크에선 스위치가 역할을 대체하고 있다.
스위치
스위치는 데이터 링크 계층(Layer 2)에서 주로 동작(일부 스위치는 네트워크 계층(Layer 3)의 기능도 제공)하는 네트워크 장치로, 네트워크 회선과 서버 컴퓨터를 연결하는 역할을 한다.
스위치에 연결된 장비들의 IP와 MAC주소를 모두 가지고 있기 때문에, 특정 장치에서 패킷이 오면 해당 패킷의 목적지를 파악한 후 그 장치로만 패킷을 전달한다.
하지만 목적지가 정해져있지 않다면 허브처럼 모든 포트에 패킷을 전달하기도 한다.
허브와의 비교
위 그림을 보면 감을 잡을 수 있을 것이다.
바로 허브의 데이터 전송 경로가 1차선과 도로와 같아서 데이터 전송량이 많아지면 트래픽이 걸릴 수 있다.
또한 전송 방식에도 차이가 있다.
허브는 브로드캐스트만 가능하지만 스위치는 브로드캐스트 뿐만 아니라 유니캐스트, 멀티캐스트까지 가능하다.
이 외에도 스위치만 가지고있는 고급 기능인 VLAN(Virtual LAN)이 있다.
VLAN 이란?
라우터
라우터는 네트워크 계층(Layer 3)에서 동작하는 네트워크 장치로, 서로 다른 네트워크를 연결하고 IP주소를 기반으로 네트워크 최적 라우팅을 결정한다.
간단하게 말하면 서로 다른 네트워크 간에 중계 역할을 한다.
라우팅이란 어떤 네트워크 안에서 통신 데이터를 보낼 때 최적의 경로를 선택하는 과정이다.
이 때 최적의 경로는 주어진 데이터를 가장 짧은 거리 또는 가장 적은 시간 안에 전송할 수 있는 경로를 말한다.
자신에게 연결된 장치의 주소뿐만 아니라 네트워크 상에 자신과 연결된 가장 가까운 라우터의 주소(디폴트 게이트웨이)도 알고있다.
스위치와의 비교
라우터는 패킷의 주소 정보에 대해서 스위치보다 더 많이 읽을 수 있다.
허브와 스위치는 목적지가 없는 패킷을 전달받을 때 브로드캐스팅을 하지만, 라우터는 디폴트 게이트웨이로 보낸다.
또한 라우터는 패킷의 출발지 주소를 알아 해당 패킷의 출발지가 내부, 혹은 외부 네트워크로부터 온 것인지 확인할 수 있다.
따라서 라우터는 바깥 네트워크와 연결이 가능해 인터넷을 구성할 수 있다.
인터넷이 라우터들의 집합이라고도 불리는 이유다.
게이트웨이
게이트웨이는 모든 계층을 포함하여 동작하는 네트워크 장비로, 서로 다른 네트워크를 연결하고 프로토콜 변환을 통해 통신이 가능하도록 한다.
프로토콜 변환이 이루어지기 때문에 네트워크 내에 병목 현상을 일으키는 지점이 되기도 한다.
References
