네트워크 4강

NIC(Network Interface Card) 랜카드란?

유저 데이터를 케이블에 실어 허브나 스위치, 라우터 등으로 전달하고 자신에게 온 데이터를 CPU로 전달

제일 많은 랜카드는 이더넷용

이더넷 - 사무실, 학교, PC방 등의 LAN(근거리 통신망) 환경에서 거의 절대 다수를 차지하는 네트워크(데이터 통신) 구성 방식. 1980년에 상용화 되었으니 꽤 오래된 방식이나 현재도 건재하게 버티고 있다. 유선 인터넷이 된다면 이더넷을 쓰는 환경이라고 생각하면 된다. IEEE 802.3 통신 규격이다.

무선 방식인 와이파이 방식과는 반대로 유선

데스크톱, 노트북, 프린터 포트용이 나뉨

AUI, BNC, UTP로 커넥터가 나뉘고 오늘날은 주로 UTP를 사용

자신의 랜카드 맥어드레스와 일치하는 데이터가 들어오면 CPU에 IRQ를 이용하여 인터럽트를 걸게함

허브

케이블을 꼽는 포트가 몇 개 들어있냐에 따라 몇 포트 허브라 부름

같은 허브에 연결된 PC끼리는 서로 통신 가능

허브 역시 이더넷, 토큰링이 나뉨

이더넷 허브인 만큼 CSMA/CD의 적용을 받음

멀티포트 리피터라 할 수 있음

같은 허브에 연결된 PC들은 같은 콜리전 도메인(Collision Domain)에 있다고 표현

하나의 콜리전 도메인에 있는 PC들은 한순간에 한 PC만 데이터를 보낼 수 있음

리피터

두 장비 간의 수 킬로미터 이상 거리에서 중간 데이터를 다른 쪽으로 전달해줌

이제는 허브가 역할을 대신

인텔리전트(Intelligent) 허브 - 지능형 허브

더미(Dummy) 허브와의 구분은 NMS(네트워크 관리 시스템)을 통해 관리가 되는가?

인텔리전트 허브는 NMS에서 모든 데이터를 분석할 수 있고 제어도 가능

브리지(Bridge) 또는 스위치(Switch)

콜리전 도메인이 너무 커지면 영향권의 PC들이 많아져서 통신 속도가 떨어짐

그런 문제에 대응하여 콜리전 도메인을 나누어 줄 수 있는 장비가 브리지 또는 스위치

브리지가 원조이나 더 빠른 스위치가 나오면서 브리지는 사라지는 추세

스위치는 1번 포트의 PC가 2번 포트의 PC와 데이터를 주고받는 동안에도 3번 포트의 PC가 4번 포트에 연결된 PC가 서로 데이터를 주고받을 수 있게 하는 장비

포트별로 콜리전 도메인이 나뉘어 있다고 표현

허브에 비해 비쌈

데이터 처리 속도는 일반적으로 허브>스위치

브리지

허브로 형성된 콜리전 도메인을 반으로 나누고 중간에 다리를 놓음

양 쪽끼리 각각 통신이 가능하게 되고 다리를 건너서 반대편끼리도 통신이 가능

브리지와 스위치기 하는 5가지 일

1. Leaning, 출발지 PC의 맥 어드레스를 자신의 맥 어드레스 테이블(브리지 테이블)에 저장

2. Flooding, 들어온 포트를 제외한 나머지를 모든 포트로 뿌림, 브로드캐스트, 멀티캐스트에도 발생

3. Filtering, 목적지가 다리 건너편 세그먼트에 존재할 경우 해당 포트 쪽에만 프레임을 뿌림

4. Fowarding, 출발지와 목적지가 같은 세그먼트라면 브리지를 건너지 못하게 막음

5. Aging, 브리지 테이블이 가득 차면 새로운 맥 어드레스를 기억하기 위해 오래된 정보를 지움, 새로운 맥 어드레스를 기억하는 디폴트 시간은 5분이고

5분이 지나도록 더 이상 그 출발지 주소를 가진 프레임이 들어오지 않으면 삭제, 들어오면 Aging 타이머 리플래시(Refresh)

Looping

브리지와 스위치에서 자주 발생

다른 포트들이 네트위크가 조용해지기를 기다리기만 하고 데이터 전송은 불가능해지는 현상

루핑을 자동으로 막아주는 알고리즘 - 스패닝 트리(Spanning Tree)

두 개 이상의 경로가 발생하면 하나를 제외하고 나머지 경로를 자동으로 막아두었다가 기존 경로에 문제가 생기면 막아놓은 경로를 풀어서 데이터를 전송하는 알고리즘

스패닝 트리에 의해 현재 링크가 끊어졌을 때 대기하고 있던 다른 링크가 다시 살아나서 연결을 해주는 데 걸리는 시간은 약 1분 이상 소요, 따라서 요즘의 스위치들은 여러 다양한 기능을 통해 스패닝 트리 알고리즘의 단점을 보완

폴트 톨러런트(Fault Tolerant)

네트워크상 어떤 문제가 발생할 때를 대비해서 미리 장애 대비를 해놓는 것

로드 밸런싱(Load Balancing)

예를 들면 하나의 인터넷 회선을 이용한 인터넷 접속 대신 두 개의 인터넷 회선을 사용 - 속도가 두 배가 되는 효과

스위칭을 대신해서 라우팅을 쓰는 이유

1. 브로드캐스트 영역(도메인)을 나눠서 속도 저하를 막기 위해

2. 라우터는 스위치가 보장 못하는 보안 기능, 즉 패킷 필터링 기능을 제공 - 불필요한 패킷 전송 방지

3. 로드 분배 기능 - 여러 개의 경로를 가지고 있기 때문에 데이터가 여러 경로를 통해 전송 가능

4. 그 외에도 프로토콜이나 데이터 크기, 중요도 등 여러 상황에 따라 트래픽의 전송 순서를 조정해주는 QoS(Quality of Service) 기능