네트워크 기초 - 네트워크 장비

Hub

• 네트워크 분배기 역할을 하는 장치(Dummy Hub)
• 데이터를 연결된 모든 장치에 보냄
  • 데이터 수신자가 자신이 목적지인지를 MAC Address로 판단
  • 여러 단말장치들이 데이터를 발송하면 데이터 충돌이 발생(Collision Domain)한계
• 허브는 한 번에 데이터 1개씩만 단말장치에 전송할 수 있기 때문에 네트워크 회선이 지원하는 전송 대역폭을 충분히 보장하지 않음

Switch

• 데이터의 충돌 영역을 줄이고, 네트워크 전송 대역폭을 보장하기 위해 개발된 장비(Switch Hub)
• 데이터는 Switch에 있는 MAC Address Table을 참조하여 목적지까지 경로를 결정함
• Switch는 자신을 지나는 데이터의 MAC 주소를 가지고 MAC 주소 테이블을 갱신함(MAC Learning)
• Switching : Switch가 자신의 MAC 주소 테이블을 가지고 단말장치간 데이터를 중계하는 과정
• Switch는 데이터를 목적지까지 동시에 전송하더라도 경로별로 영향을 주지 않아 충돌 영역 문제를 줄일 수 있음
  • 연결된 모든 단말장치에 동일한 전송 대역폭을 보장함
• Switch와 Hub는 출발지, 목적지 단말장치들을 동일한 동일한 네트워크로 묶을 수 있음(Subnet)Address Resolution Protocol
• Switch는 자신을 통해 오가는 데이터에 포함된 MAAC Address로 MAC Address Table을 갱신함
• 목적지의 IP 주소를 가지고 MAC 주소를 알아내는 과정
• ARP Request(브로드캐스팅)
  • 스위치를 통해서 모든 단말장치에 전달
  • MAC 주소
    • 출발지 : 송신자 MAC 주소, 목적지 : 브로드캐스트 주소(FF:FF:FF:FF:FF:FF)
  • IP 주소
    • 출발지 : 송신자 IP 주소, 목적지 : 수신자 IP 주소
  • 데이터 송신 인터페이스를 제외한 나머지 모든 인터페이스로 데이터를 단순 복사+전송(Flooding)
• ARP Reply(유니캐스팅)
  • ARP Request에 대한 회신
• 네트워크에 연결된 모든 단말장치는 ARP Table을 가지고 있음

Router

• 네트워크 간 데이터를 중계하는 장비
• 네트워크 인프라에서 최적의 경로를 찾아준다
• Switch-Switch, Router-Router 사이를 오가는 데이터를 중계한다
• 네트워크 수가 많을수록 고성능, 고비용을 요구Routing Table
• 데이터를 다른 라우터로 전달해주기 위한 표
• 라우터와 연결된 네트워크 주소별 출력 인터페이스가 정의됨
  • 데이터를 전달받은 라우터는 데이터에 지정된 목적지 IP 주소를 확인
  • 목적지 IP 주소를 가지고 라우팅 테이블에서 해당 IP 주소가 어느 네트워크에 해당하는지 판단
    • 목적지 IP 주소를 각 라우팅 테이블의 서브넷마스크 주소와 AND 연산 --> 네트워크 주소 계산Routing
• 데이터의 최적 경로 설정 방식
• 네트워크에서는 빠른 경로 != 짧은 거리Routing Protocol
• 라우터가 라우팅을 하기 위한 방법Static Routing Protocol
• 네트워크 관리자가 데이터를 목적지까지 보낼 최적 경로를 직접 결정
• 경로상 존재하는 라우터의 라우팅 테이블을 수동으로 입력. 고정 경로
• 정적 라우팅 프로토콜은 미리 설정한 경로 외 다른 경로로 데이터를 보내지 않음Dynamic Routing Protocol
• 라우터 스스로 네트워크를 지나는 해당 경로를 계산하여 최적 경로를 결정하고 직접 라우팅 테이블을 설정하는 방식
• 인접 라우터간 연결 정보를 주기적으로 교환
• 특정 기준에 따라서 경로를 결정하여 해당 경로에 속한 라우터의 라우팅 테이블을 갱신
• Metric : 라우터가 라우팅 경로를 결정할 때 고려하는 특정한 기준

Routing Information Protocol

• 소규모 네트워크에서 활용되는 동적 라우팅 프로토콜
• Hop Count를 Metric으로 사용해서 라우팅 경로를 결정
  • Hop : 데이터가 목적지까지 가는동안 경유하는 네트워크 장비(라우터)
• Hop Count가 가장 적은 경로를 선택하는 방식
  • Hop Count가 최소인 경로가 여러개일때, 모든 경로로 데이터를 송신함
• 한계
  • 경로로 인정하는 최대 Hop Count는 15개
    • 대규모 네트워크에서 적용하는 데 어려움

Gateway

• 사설망과 인터넷 간 데이터가 오가는 관문
• 라우터는 게이트웨이 역할은 한다
  • 모든 게이트웨이가 라우터인 것은 아니다
• 게이트웨이는 여러개를 사용할 수 있음
• Default Gateway : 모든 데이터가 반드시 통과해야 하는 게이트웨이 장비
• 게이트웨이 설정 : 유무선공유기로 데이터가 전달되도록 설정하는 과정

Repeater

• 감소한 데이터 신호 세기를 증폭시켜 목적지로 재전송하는 네트워크 장비
• 데이터 전송 거리가 길수록 전압의 세기는 감소 --> 디지털 신호 세기도 감소
  • 데이터 신호가 약해지는 지점마다 리피터를 설치