[네트워크] 네트워크 접속장치

접속장치로 연결된 네트워크

• 네트워크 접속장치는 통신망(근거리, 광역) 구성에서 가장 기본이 되는 하드웨어 장치
• 물리적으로 떨어진 다양한 형태의 근거리 통신망을 연결하면 좀 더 복잡하고 큰 광역 통신망을 형성하는데, 이들을 연결하려면 다양한 접속장치가 필요하다.
• 컴퓨터나 네트워크 장치는 NIC(네트워크 인터페이스 카드)를 사용하여 네트워크에 연결할 수 있다
• 허브, 스위치, 중계기, 게이트웨이, 라우터 등을 사용하여 네트워킹 문제를 해결한다

 

네트워크 접속장치 종류

 

LAN 카드 (Netwrok Interface Card, NIC)

• 컴퓨터나 장치가 네트워크에 연결되기 위한 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드
• 네트워크에 연결하는 장치에는 반드시 하나 이상의 LAN 카드가 있어야 함
• LAN 카드에는 48비트의 고유한 물리적 주소(MAC)가 있음
• MAC 주소: 실제 네트워크 통신을 할 때 하드웨어가 사용하는 주소
• MAC 주소 확인 명령어: ipconfig /all

허브

• 네트워크 내 장치들을 연결하여 데이터를 전송하고 신호를 증폭하는 역할을 하는 접속 장치
  • 허브는 일정 거리 이상에서는 신호를 다시 강화해야 하기 때문에 '신호 증폭' 역할을 함
• 각 컴퓨터는 이더넷 케이블(UTP)을 사용하여 허브의 각 포트에 연결되고, 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 전송되는 데이터는 허브를 통과한다
• 허브는 데이터를 받으면 연결된 모든 포트로 데이터를 똑같이 전송한다
• 이로인해 네트워크 트래픽이 발생해 네트워크 전송 속도가 급격히 떨어진다

 

허브 종류

• 더미 허브: 데이터 신호를 단순히 모든 포트로 전송하는 비관리형 허브
• 스위칭 허브: 데이터 패킷을 목적지 MAC 주소 기반으로 필터링 및 전송하는 스마트 허브
• 스태커블 허브: 여러 개의 허브를 하나로 연결해 확장성을 제공하는 허브
• 인텔리전트 허브: 네트워크 트래픽 모니터링 및 관리 기능이 포함된 스마트 허브

 

스위치

• 여러 장치를 연결하면서 효율적으로 데이터를 목적지 장치로 전송
• 스위치는 컴퓨터에 할당되는 대역폭을 극대화하고, 근거리 통신망이 제공하는 대역폭을 컴퓨터로 모두 전송
• 허브와 비슷하지만 스위치는 데이터의 목적지 MAC 주소를 확인한 후, 해당 장치로만 데이터를 전송하여 네트워크 효율을 높이고 충돌을 방지함

 

브리지

• 두 개의 네트워크 세그먼트를 연결하고 MAC 주소 기반으로 데이터를 필터링하여 네트워크 트래픽을 분산시키는 접속 장치
• 스위치와 비슷하지만, 전체 네트워크의 트래픽을 줄이기 위해 네트워크를 세그먼트 단위로 분할한다는 점이 스위치와 다르다

 

게이트웨이

• 서로 다른 프로토콜을 사용하는 네트워크를 연결하고, 데이터의 형식을 변환
• 브리지와 달리 서로 다른 네트워크, 프로토콜 통신망 간에도 프로토콜을 변환하여 정보를 주고 받을 수 있다

 

중계기

• 신호가 약해져 제대로 전달되지 않을 때, 신호를 증폭하여 더 멀리 전송할 수 있게 함
• 접속 시스템의 수, 네트워크 전송 거리를 연장하는 장치
• 흔히 사용하는 UTP 케이블은 보통 100m 정도까지만 가능해 그 이상일 때는 중계기를 이용하여 신호를 재전송
• 중계기를 여러 개 사용하여 먼 거리까지도 데이터 전송이 가능
• 통신망을 구성하는 세그먼트를 확장하거나 서로 연결하는 데 주로 사용

 

라우터

• 서로 다른 네트워크를 연결하고, 데이터의 경로를 선택하여 전달하는 장치
• IP 주소를 바탕으로 데이터가 수신지까지 갈수 있는 효율적인 경로를 선택(routing)
• AP: 노트북(무선 컴퓨터) 등의 무선 접속 장치를 유선 네트워크에 무선으로 연결하는 데 사용하는 장치
• AP는 허브나 스위치, 유선 라우터에 연결되어 무선 신호를 전송한다

 

허브와 스위치의 작동 방식

• 허브: 허브는 데이터를 받으면 모든 포트로 데이터를 그대로 전달한다. 이 때문에 여러 장치가 동시에 통신하면 충돌이 발생하고, 네트워크 속도가 느려진다. 예를 들어, 100Mbps 대역폭을 가진 허브를 사용하면, 여러 대의 컴퓨터가 동시에 데이터를 주고 받을 때 실제 각 컴퓨터가 사용할 수 있는 대역폭이 줄어든다.
• 스위치: 스위치는 데이터를 받을 때 목적지 MAC 주소를 확인하고 해당 장치로만 데이터를 전송한다. 이렇게 하면 다른 장치들은 불필요한 데이터를 받지 않으므로 충돌이 없고, 각 컴퓨터가 네트워크의 전체 대역폭을 사용할 수 있다. 즉 100Mbpx 스위치의 경우, 각각의 컴퓨터가 독립적으로 100Mbps를 사용할 수 있는 것과 같은 효과를 가진다.
• 정리하면, 허브는 대역폭을 여러 장치가 공유하지만, 스위치는 각 장치가 개별적으로 대역폭을 사용할 수 있다.

브리지와 라우터의 차이점

• 브리지는 같은 네트워크의 세그먼트만 연결하지만, 라우터는 서로 다른 네트워크를 연결하고 경로 설정을 수행한다.