04. 랜카드, 허브, 스위치와 브리지

1. 랜카드 

 

랜카드는 이더넷용, 토큰링용 .FDDI, ATM용 랜카드 등으로 구분한다. 대부분 이더넷용을 사용하고 있다.

 

부착하는 디바이스에 따라서 데스크톱용 랜카드와 노트북용 랜카드, 프린터 포트에 연결하는 외장형 랜카드, USB 포트에 연결하는 랜카드가 있다.

 

pc의 버스 방식도 고려해야 한다. 버스는 데이터가 날아다니는 길을 말한다. PCI 방식이 가장 많이 사용하는 방식이다. ISA와 EISA (간혹 서버급 pc에서 볼 수 있다.)방식도 있다. 

 

또 접속하는 케이블의 종류도 고려해야 한다. TP 포트를 가진 랜카드, BNC나 AUI포트를 가진 랜카드, 광케이블과 접속하는 랜카드 등의 종류로 나누어 볼 수 있다. 

 

자신의 랜카드 정보를 알고 싶다면

시작 -> 제어판 -> 시스템 및 보안 -> 시스템 -> 장치 관리자 [네트워크 어댑터 정보]

 

랜카드 정보와 함께 입출력 범위, 인터럽트 요청(IRQ), 메모리 범위(Base Memory) 등을 확인할 수 있다. 데이터가 들어왔을 때 랜카드는 컴퓨터의 CPU에 자기가 가지고 있던 IRQ를 이용해서 인터럽트를 걸게 된다. CPU는 IRQ 번호를 보고 이 인터럽트는 랜카드가 요청한 서비스라는 것을 알 수 있다. 그리고 이 데이터에 어떤 서비스를 할 것인지를 미리 정해놓는 장소, 메모리 범위로 이동해서 작업을 시작한다.  

 

 

 

 

 

2. 허브 

 

허브는 포트 수에 따라 '몇 포트 허브다'라고 말한다. 같은 허브에 연결된 pc끼리는 서로 통신이 가능하다.  허브끼리 서로 연결을 하게 되면 마치 1대의 허브처럼 동작이 가능하다. 하지만 여기에도 제한 사항이 있다. 허브도 속도에 따라서 나뉜다. 그냥 허브(10Mbps)와 패스트 허브(100Mbps)가 있다. 또 랜카드처럼 이더넷용과 토큰링용이 있다. 허브에 붙어있는 모든 것들은 같은 콜리전 도메인 안에 있다.

 

케이블 길이가 부족할 때 중간에 리피터를 연결하여 사용한다. 리피터는 중간에 들어온 데이터를 다른 쪽으로 전달해 주는 역할을 한다. 들어온 데이터를 그대로 재전송한다. 한 포트로 들어온 데이터를 나머지 모든 포트로 뿌려준다. 이러한 리피터의 기능도 가지고 있는 허브도 있다. 허브가 리피터의 역할을 대신하다 보니 또 허브의 가격이 저렴하기 때문에 리피터는 사용하지 않은지 오래되었다. 

 

기능에 따라서 인텔리전트 허브, 더미 허브, 세미인텔리전트 허브가 있다. 인텔리전트 허브는 NMS(네트워크 관리 시스템)에서 모든 데이터를 분석할 수 있을 뿐 아니라 제어도 가능하다. 대형 네트워크에서나 필요한 기능이다. 당연히 비용도 비싸다. 또 다른 기능들도 있다. 한 pc에서 계속 이상한 데이터를 보낸다면 콜리전 발생으로 다른 pc들 역시 네트워크를 사용할 수 없게 될 것이다. 인텔리전트 허브는 문제의 pc가 연결된 포트를 찾아내어 자동으로 Isolation시켜 버린다. 현 네트워크에서 분리시킨다는 의미이다. 그리고 분리된 포트는 허브에서 램프로 표시되어 어떤 pc인지도 쉽게 알 수 있다. 바로 이것이 Auto Partition 이라고 하는 기능이다. 요즘은 더미 허브에도 이 기능이 있다. 

 

세미 더미 허브는 더미 허브이지만 인텔리전트 허브와 연결하면 인텔리전트 허브가 된다. 

 

스태커블(Stackable)형과 스탠드언론(Standalone)형으로 나뉜다. 스태커블형은 말 그대로 허브나 스위치를 쌓아 놓을 수 있도록 만든 것이고, 스탠드언론형은 단독으로 사용할 때 쓰는 것이다. 물론 단독형을 사서 쌓아놓아도 된다. 그러나 스태커블형의 경우 서로 간의 연결이 훨씬 효율적으로 설계 되었다. 즉 스태커블끼리 연결하면 백플레인(Backplane, 장비 간에 데이터 전송을 위해 연결된 일종의 고속도로)이 훨씬 빨라지고 연결된 장비 중의 하나가 고장이 나도 다른 장비에 영향을 주지 않는 등 많은 장점을 가지게 된다. 혼자 있는 것보다 여러 대가 스택으로 연결되면 훨씬 더 좋은 성능을 발휘한다. NMS 시스템을 이용한 관리 시에도 전체 스택 장비들을 마치 한 대의 장비처럼(IP 주소 하나로) 관리할 수 있다는 커다란 장점이 있다. 스택이 가능한 장비는 스택용 포트와 스택용 케이블을 이용하는 경우가 많다. NMS 시스템으로 관리할 때 장비의 구성을 변경하거나, 소프트웨어를 각 장비에 설치하거나, 장비 성능 등을 감시할 때 스태커블형 장비는 단독형에 비해서 훨씬 편리한 기능을 많이 가지고 있다. 

 

 

 

 

 

3. 브리지와 스위치

 

콜리전 도메인 영역이 너무 커지는 것을 막아주는 장비가 브리지 또는 스위치이다. (이것은 브리지의 원래의 기능인데 스위치가 나왔다. 브리지보다 빠른 스위치 때문에 브리지는 사라지는 추세이다.) 스위치를 '스위칭 허브'라고 부르기도 한다. 스위치는 1번 pc와 2번 pc가 데이터를 주고받는 동안에도 3번 pc와 4번 pc가 서로 데이터를 주고 받을 수 있게 한다. 브리지나 스위치는 포트별로 콜리전 도메인을 나누는 역할을 하는 것이다. 이것이 허브와 가장 큰 차이점이다. 허브는 일방통행이고 스위치는 8차선 도로라고 생각하면 쉽다. 그러나 서버와의 통신은 허브와 마찬가지로 하나의 pc만 가능하게 된다. 서버가 한 대밖에 없기 때문이다. 또 스위치는 데이터의 전송 에러 등을 복구해 주는 기능 등 여러 가지 기능을 가지고 있다. 이메일이나 채팅을 하는 정도는 트래픽이 적기 때문에 허브로도 충분하다. 허브를 사용할 것인가, 스위치를 사용할 것인가 하는 결정은 네트워크의 트래픽이나 용도에 따라 달라지지만 스위치의 가격이 많이 저렴해져서 스위치를 선호하는 추세이다. 

 

 

조그만 네트워크를 구성해 본다면

 

허브와 pc간의 연결은 다이렉트 케이블을 사용하고 허브와 스위치 간의 연결에는 크로스 케이블을 사용한다. 서버는 사용자들의 접속이 많기 때문에 스위치에 연결하는 것이 좋고 또 라우터 역시 인터넷을 사용하는 모든 pc가 접속해야 하기 때문에 스위치에 연결하는 것이 좋다.  네트워크를 자주 사용하는 장비들은 스위치에 연결하는 것이 좋다. 

 

그림의 위에 있는 허브에 연결된 pc와 아래에 있는 허브에 연결된 pc는 서로 다른 콜리전 도메인의 영역에 있다. 2대의 허브가 스위치에 연결되어 있기 때문이다. 

 

 

 

브리지와 스위치는 다음 5가지 일을 한다.

 

① Learning,

배운다, A pc가 데이터를 보내면 A pc의 맥어드레스를 맥 어드레스 테이블에 저장한다. 

 

② Flooding,

목적지 주소가 누군지 모르면 들어온 포트를 제외한 다른 모든 포트로 뿌린다.

 

③ Forwarding,

해당 포트로 건네준다. 목적지의 맥 어드레스를 가지고 있고, 이 목적지가 출발지의 맥 어드레스와 다른 세그먼트에 존재 하는 경우에 일어난다. 해당 포트 쪽으로만 프레임을 뿌려주는 것을 말한다.

 

④ Filtering,

다른 포트로는 못 건너가게 막는다. 브리지가 목적지의 맥 어드레스를 알고 있고 출발지와 목적지가 같은 세그먼트에 있는 경우 다리를 막는 필터링을 실시하게 된다. 브리지의 이러한 필터링 기능 때문에 허브와는 다르게 콜리전 도메인을 나누어 줄 수 있는 것이다. 

 

⑤ Aging,

나이를 먹는다. 맥어드레스를 저장한 후 300초가 지나도록 더 이상 그 출발지 주소를 가진 프레임이 들어오지 않으면 브리지 테이블에서 삭제시킨다. 디폴트값은 5분, 300초이다. 물론 이 값은 조정이 가능하다. Aging 타이머가 다 끝나기 전에 아까 들어온 출발지 주소와 같은 녀석이 다시 들어오게 되면 Aging 타이머를 리플래시한다.