네트워크 기초 01 : 허브, 브리지, 스위치, 라우터

허브 : 직사각형에 구멍이 뚫린 모양새로 이 구멍의 수만큼 PC를 연결할 수 있다. (구멍의 수)포트 허브 라 부름, 랜카드가 설치된 각각의 PC들은 케이블을 타고 허브에 연결되며, 내부에서는 허브에 접속되어있는 모든 PC들이 서로 통신이 가능하다.

달리 말하면 멀티포트(Multiport) 리피터(Repeater) = 포트가 많이 붙어있는 데이터 재전송 장치

리피터 : 들어온 데이터를 그대로 증폭시켜 다시 내보낸다, 허브는 리피터의 기능도 갖고 있다

허브의 한계 : 허브 속도가 아무리 빨라도 어느 한순간에 한 pc만이 데이터를 보낼 수 있기 때문, 따라서 허브만으로 네트워크를 확장하는 것은 한계가 있다. 이렇게 도메인이 너무 커지는 상황은 속도가 느려지기 때문에 지양해야

1. 인텔리전트 허브 : = 지능형허브, NMS(네트워크 관리시스템)을 통해서 관리가 되는지 여부, NMS상에서 모든 데이터 분석 및 제어 가능, 대형 네트워크에 적합

2. 더미 허브 : 일반적으로 알고 있는 허브

3. 세미 허브 : 더미 허브지만 인텔리전트 허브와 연결할 경우 인텔리전트 허브가 된다

1. 스태커블 허브 : 허브를 쌓아서 적재, 전체 스택 허브 장비들을 한대의 장비처럼(IP주소 하나 이용) 관리할 수 있다

2. 단독형 허브 : 추후 확장이 불가능

허브의 한계를 극복하기 위해 콜리전 도메인을 나누어주는 장비가 필요한데 그게 바로 브리지(brige) or 스위치(switch)이다

스위치 : 포트 별로 콜리전 도메인이 나누어져 있다, 허브가 1차선 도로라면 스위치는 (포트수)차선 도로

* 모든 장비가 한곳으로 향하는 경우 허브나 스위치의 차이가 미미

브리지 : 콜리전 도메인을 나눈다, 한 콜리전 도메인 A,B,C,D 가 존재하는데 A,B --<브릿지>-- C,D로 나누는 경우 A와 B가 통신하는 동안 C,D도 통신이 가능하다. 브릿지가 맥 어드레스를 보고 프레임을 통과시키지 않기 때문에 브릿지로 나뉜 도메인 상에 collision이 발생하지 않음

브릿지/스위치의 기능

(1)Learning

(2)Flooding

(3)Forwarding

(4)Filtering

(5)Aging

(1)Learning : 출발지의 맥 어드레스를 배운다

브리지나 스위치는 자신의 포트에 연결된 PC가 통신을 위해 프레임을 내보내면 그 PC의 맥 어드레스를 맥어드레스 테이블에 저장한다. 이를 바탕으로 출발지를 확인하게 된다.

(2)Flooding : 들어온 포트를 제외한 나머지 포트에 프레임을 뿌리는 것을 말한다. 들어온 프레임이 찾아가는 주소를 보니 맥어드레스 테이블에 존재하지 않는다면 나머지 포트에 뿌리는 것.

(3)Forwarding : 브릿지가 목적지의 맥 어드레스를 자신의 테이블에 가지고 있고, 출발지의 목적지와 다른 세그먼트에 존재하는 것을 알고 있을 때 발생한다. 해당 포트쪽으로만 프레임을 뿌린다.

(4)Filtering : 프레임이 브릿지를 못 넘어가도록 막는 것. 목적지의 맥 어드레스를 알고, 출발지와 목적지의 맥어드레스가 같은 경우 발생한다. 브릿지를 건너지 않아도 통신이 가능하기 때문이다. 브리지의 필터링 기능으로 서로 다른 세그먼트 에서 해당 세그먼트에 존재하는 피씨끼리 동시에 통신이 가능하다.

(5)Aging : 어떤 맥 어드레스를 브리지 테이블에 저장하고 나면 그때부터 aging이 시작되어 300초가 지나도 저장한 맥 어드레스를 가진 프레임이 들어오지 않으면 삭제한다. aging 타이머가 끝나기 전에 해당 맥 어드레스를 가진 프레임이 들어오면 타이머를 리셋한다. 이를 refresh한다고 한다.

Looping(뺑뺑이) 현상 : 루핑(looping)은 프레임이 네트워크 상에서 무한정으로 뱅뱅돌게 되어 다른 PC에서 데이터 전송이 불가능해지는 상태. CSMA/CD 특성상 한 순간에 하나의 통신만 가능.

-> 하나의 호스트에서 다른 호스트로 가는 경로가 두 개 이상 만들어진 경우 발생한다.

-> 이 같은 현상을 막기 위해 스패닝 트리 알고리즘(Spanning Tree Algorithm)이 존재

스패닝 트리 알고리즘(Spanning Tree Algorithm) : 두 가지 이상의 경로가 만들어지면 루핑이 발생하는데 이를 막기 위한 알고리즘. 스패닝 트리 알고리즘은 루핑을 막기 위해 미리 두 개 이상의 경로가 존재하는 경우 하나를 제외하고 나머지 경로를 막아두었다가 사용중인 경로에 문제가 생기면 막아놓은 경로는 풀어 데이터를 전송하도록 한다. 스패닝 트리 알고리즘에 의해 끊어진 네트워크를 다시 연결하는데는 1분정도의 시간이 소요됨. 이 같은 전통적인 스패닝 트리 알고리즘을 보완하기 위한 알고리즘도 많이 나와있다.

라우터의 필요성 : 라우터 없이 아주 빠른 스위치 만으로 네트워크를 구성하면 인터넷 전체가 하나의 브로드캐스트 영역(도메인)이 된다. 이런 도메인을 나눠주기 위해 라우터가 필요

라우터의 기능 :  보안기능(패킷 필터링) - 네트워크 주소에 따라 전송을 막았다 풀었다 하는 필터 기능

로드 분배 - 여러 개의 경로를 갖고 있어 한쪽 경로에 문제가 생겨도 다른 경로로 보낼 수 있음

그외의 기능도 존재