허브와 스위치(스위칭)

지금까지 네트워크에서 알아야 하는 기본적인 지식을 간략하게나마 알아 봤습니다.

이제부터는 네트워크에서 사용하는 장비들에 대해서 알아보겠습니다.  흔히 네트워크를 구성하는 구성도를 보면 3가지로 이루어져 있습니다. 스위치, 라우터, 방화벽 이렇게 말이죠 방화벽은 네트워크에서 중요한 부분을 담당하나 방화벽 하나로도 많은 것을 봐야 하고 필자는 네트워크에 대한 기본적인 지식을 공부하고 기록에 남기는 것이 목표이기 때문에 대학생 때 배운 허브, 스위치, 라우터에 대해서 이야기 할껍니다.

 

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허브 (Hub)란?

허브는 간단하게 설명하면 네트워크 상에서 장비와 장비를 이어주는 기능을 하는 장비를 말합니다.

네트워크를 조금 공부해보신 분은 스위치와 같은 기능을 하는거 아닌가 하는 의문을 가질 수도 있습니다.

틀린 말은 아닙니다. 스위치는 허브의 역할을 수행할 수 있습니다. 그러나 허브는 스위치의 역할을 완벽히 수행할 수 없다는 차이점이 존재합니다.

 

허브를 다른 말로 멀티포트 리피터 ( Multiport Repeater) 라고 하기도 합니다. 뜻을 해석해 보면 멀티포트 = 포트가 많이 붙어 있다, 리피터 = 포트로 들어온 데이터를 재전송 하되 신호 세기를 증폭한다. 라는 의미로 해석이 가능합니다.

즉 여러 포트에 장비가 연결 되어 있고 한 포트에서 신호가 들어오면 그 것을 나머지 포트에 재전송 한다 라는 의미가 있습니다. 또한 반이중 방식 통신을 하기 때문에 송신과 수신이 동시에는 불가능 합니다.

 

허브(스위칭 허브)는 크게 인텔리전트 ( Intelligent ) 허브와 더미 ( Dummy ) 허브로 나눌 수 있습니다. 

 

인텔리전트 허브

• NMS ( Network Management System)를 통해서 관리
• NMS 상에서 데이터를 분석하고, 제어가 가능
• 장애 발생시 문제의 PC의 포트를 Isolation 가능 = Auto Partition 

 

더미 허브

• 단순하게 컴퓨터간 네트워크 연결 및 신호 분배 기능
• 하나의 포트에 들어온 데이터가 있을 시 플러딩 (Flooding) 을 한다.
• Collision Domain 영역이 생길 수 있음
• 브릿지 ( Bridge ) 역할 수행 가능 이건 스위치도 가능

 

브릿지 ( Bridge )란 ?

 

두 개 이상의 네트워크 세그먼트를 함께 연결하는 네트워킹 장치 데이터링크 계층에서 작동 MAC 주소를 통해서 필터링

일반적으로 LAN 과 LAN을 연결할 때 쓰거나 LAN 범위를 확장할 때 사용

크게 5가지 역할을 가짐

 

1. 학습 (Learning)

출발지의 MAC 주소를 읽어 자신의 MAC Address 테이블 ( 또는 Bridge 테이블)에 저장

 

2. 분배 (Flooding)

목적지의 MAC 주소를 읽어 MAC Address 테이블에 없을시 들어온 포트를 제외하고 나머지 모든 포트에 데이터 전송

 

3. 전달 (Forwarding)

목적지 MAC 주소를 읽어서 MAC Address 테이블에 있을시 해당 포트로 전달

 

4. 정제 (Filtering)

브릿지가 목적지의 MAC 주소를 알고 있고 출발지와 목적지가 같은 세그먼트 일시 다른 영역으로 가지 못하게 막음

 

5. 보존 (Aging)

MAC Address 테이블에서 약 5분 동안 데이터가 들어오지 않는 포트의 MAC 주소를 삭제 데이터가 다시 들어오면 타이머 초기화 ( 이때 보통 default 값으로 5분을 갖음)

 

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스위치 ( Switch ) 란?

우리는 위에서 허브에 대해서 알아 봤습니다. 그래도 네트워크를 공부하거나 현직에 가보면 허브는 보기 어렵고 

스위치를 더 많이 보게 될껍니다.

스위치는

허브에 추가적인 기능

을 추가한 장비라고 생각하시면 됩니다. 

 

대표적으로 추가한 기능에는 Collision Domain을 분리해서 처리 한다는 것 입니다. 허브에 비해서 데이터가 충돌 할 가능성이 적어지고 충돌하더라도 나머지 통신에 문제가 장애가 생기지 않습니다.

 

그리고 전이중 전송방식을 사용해서 수신과 송신이 동시에 가능합니다.

 

MAC Address Table을 유지하고 관리합니다. ( 스위칭 허브도 같은 기능이 있지만 보통 허브에는 MAC Table이 없습니다.)

 

다중 스패닝 트리 기능이 있습니다. 즉 Looping을 방지 시켜주는 기능을 합니다.

 

여기에 더불어 허브에서 설명한 브릿지 기능과 가상 LAN 설정이 가능합니다.

 

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이래서 우리는 허브보다는 스위치를 더 많이 사용합니다. 스위치가 허브가 하는 기능을 모두 수행할 수 있고 추가적인 기능을 통해서 더 안정적인 네트워크 환경을 제공하기 때문입니다.

스위치의 스패닝 트리와 가상 LAN (VLAN)은 따로 설명하겠습니다.