[NW] Hub, Bridge and Switch

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30대의 PC를 연결하는 네트워크 환경을 구축하는 예시로 다시 돌아와보자.

그렇다. Ethernet 랜카드를 장착한 PC들끼리만 통신이 되기 때문에 이제 모든 PC의 랜카드 종류를 Ethernet으로 맞춰놓은 상태이다.

이제 그 다음에 할 일은 매우 간단하다. 그냥 선만 연결하면 된다. 어디에? 스위치에 연결하면 된다. 자 이제 우리가 원하는 30대의 PC를 연결하는 네트워크가 구성이 됐다. 그런데 너무 심심하게 끝났다. 그냥 이으라니;;

여기서 허브를 이야기해볼까 한다. 허브는 스위치가 나오기 이전에 사용했던 장비이다. 그 목적은 역시나 여러 대의 PC를 연결하여 서로 통신할 수 있게 해주는 것이다. 허브의 사용법은 매우 간단하다. 그냥 전원을 연결하고 PC를 끼워주면 OK이다. 이렇게 사용하기 간편한 것들은 보통 그 기능에서 허접한 측면이 많다. 그렇다면 허브의 단점은 뭘까? 아래의 그림을 보고 이야기해보자.

허브를 통해 D가 A와 통신을 하려고 할 때의 모습이다. 그림만 봐도 단점이 딱 떠오를 것이다. 왜 D가 메세지을 보내는데 A, B, C에게도 메세지가 가느냐? 물론 B와 C는 메세지를 받지 않는다. B와 C의 랜카드까지는 메세지가 가지만 B와 C는 이 메세지가 자기에게 오는 것이 아니라는 것을 알고 CPU까지 데이터를 올리지 않는다. 그렇다하더라도 이러한 형태는 매우 비효율적이다. D가 메세지를 보내고 있을 때 A, B, C는 아무런 통신을 못 하기 때문이다. 만일 한다면 충돌이 일어나는 것이다. 이렇게 충돌이 일어나는 영역을 Collision Domain이라고 한다. 그렇다 허브의 단점은 허브에 연결되는 모든 장비들은 하나의 Collision Domain을 갖는다는 사실이다. 그렇게 되면 허브에 연결된 각각의 PC들은 동시 통신이 불가능하다는 것이다. 더욱이 안 좋은 것은 허브에 장비들을 연결했을 경우 연결한 장비의 개수가 많으면 많을 수록 Collision Domain의 크기도 커져서 충돌의 위험이 높아진다는 것이다.

위와 같이 볼 수 있다. 허브와 허브를 연결하여 규모를 더 크게 만들었을 경우 하나의 PC에서 보낸 데이터가 허브로 연결되어있는 모든 PC로 전송이 된다. 물론 아까도 말했듯이 오로지 하나의 목적지 PC만이 데이터를 실제로 받아들이고 나머지는 모두 버리겠지만 그것이 네트워크에 영향을 미친다는 것이 문제이다. 그렇다면 이러한 문제를 어떻게 해결할 수 있을까? 가장 간단하게 생각해보면 Collision Domain을 나누면 될 것 같다. 

초등학생도 할 수 있을 정도의 생각이지만 바로 이것이 허브의 진화판인 Bridge이다. 따라서 위와 같은 그림으로 구현을 하려면 실제로 아래와 같이 가능하다.

위와 같이 하나의 브릿지 장비를 통해 collision Domain을 나눌 수 있다. 이렇게 나누면 왼쪽의 Collision Domain의 F PC가 통신하는 동안 오른쪽의 E도 통신을 할 수 있다. 물론 왼쪽과 오른쪽의 Collision Domain에 있는 PC끼리도 통신 가능하다. 그러면 충돌이 날 확률이 반으로 줄어들게 된다. 그러면 만일 브릿지에 n개의 포트가 있다고 하자. 각각의 포트가 서로 다른 Collision Domain을 가지고 있다면 얼마나 좋을까? 그러면충돌이 날 확률은 없어지게 되잖아? 그렇다. 그것이 바로 스위치이다. 아래의 그림을 보자.

 

각각의 포트가 각각의 서로 다른 Collision Domain을 갖는다. 이러면 어떤 PC도 동시에 패킷을 보낼 수 있을 것이다. 얼씨구나 좋댜.

 

이쯤 왔는데 뭔가 내 블로그답지 않다고 생각이 드는 사람이 있다면 정확하게 본 것이다. 왜 그냥 데이터를 보낸다고 설명하고 어떻게 보내는지 설명하지 않는가? 바로 네트워크를 설명하기 위해서는 우선은 어느 정도 대충 넘어가고 나중에 구체적으로 가는게 맞다고 생각해서이다. 지금 스위치에 대해서도 그렇게 자세하게 다루지는 않았다. 그런데 잠시만 참자. 스위치에 대해서도 나중에 열심히 공부해서 포스팅해둘 것이니 그 때까지 조금만 기다리시라.

 

아무튼 이제부터 다룰 생각이다. 어떻게 통신이 이루어지는지에 대해서 말이다. ARP니 TCP니 IP니 앞으로 쭉 다루게 될 것이다. TCP/IP는 조금 더 후에 다룰 것이다. 아무튼 다음 포스팅에서는 구체적으로 어떻게 LAN에서 통신이 이루어지는지 살펴볼 것이다.

p.s. 네트워크에 대한 포스팅을 하겠다고 마음을 먹었을 때부터 뭔가 시작이 어려울 것이라고 생각하긴 했지만 역시나 너무 어렵다. 내용이 어렵다기 보다는 내용을 어떤 순서로 풀어나갈지가 정말 애매하기도 하고 복잡하다.