[네트워크 기초] 4. 네트워크 장비 - 허브

 

0️⃣ 네트워크 장비

네트워크에는 전송채널 간 경로를 중계하는 장치가 별도로 존재하는데, 이를 네트워크 장비 Network Device라고 한다. 

각 네트워크 장비에는 이정표 역할을 하는 테이블이 하나씩 있으며, 이를 통해 전송채널로 유입된 데이터를 목적지까지 전송한다.

 

네트워크 장비는 데이터가 목적지까지 최단 경로를 통해 안전하고 빠르게 도착하도록 중계하는 것을 목표로 한다. 

데이터가 목적지로 가는 과정에서 네트워크 장애가 발생하더라도 다른 경로를 재탐색하여 데이터의 손실을 최소화하고 데이터 전송 신호가 약한 경우에는 이를 증폭시켜 목적지까지 빠르게 전달될 수 있도록 하는 것이 바로 네트워크 장비의 역할이다. 

 

네트워크 장비의 종류는 역할에 따라 매우 다양하지만 네트워크를 통해 데이터를 목적지까지 전달되도록 중계하는 것은 공통적이다. 

 

 

1️⃣ 허브

하나의 네트워크 회선을 가지고 여러 개의 단말장치가 연결될 수 있도록 단말 수만큼 포트 수를 늘려 분배하는 '허브Hub' 라는 네트워크 장비가 있다. 

허브 장비를 살펴보면 여러 개의 LAN 포트가 있는 것을 확인할 수 있다. 

이 LAN 포트에 케이블을 연결해 여러 대의 컴퓨터를 한데 모아 네트워크에 연결할 수 있다. 

근데 허브는 단순히 네트워크의 분배기 역할만을 수행한다. 

 

즉, 스위치 장비들 사이의 경로를 설정한다든지, 네트워크에서 지원하는 대역폭을 보장한다든지, 혹은 바이러스와 같은 외부의 네트워크 공격을 차단하는 방화벽 기능 등은 일절 지원하지 않기 때문에 더미 허브 Dummy Hub라고도 부른다. 

 

 

2️⃣ 허브의 통신 방법

우선 단말장치에서 데이터를 보내려면 우선 허브에서 먼저 데이터를 전달 받는다. 

이때 데이터에도 보내는 단말장치의 MAC 주소와 데이터가 최종 도착하는 단말장치의 MAC 주소가 포함된다. 

 

데이터를 전달받은 허브는 연결된 모든 단말장치에 해당 메시지를 전송한다. 

해당 메시지를 전달받은 단말장치에서 메시지에 포함된 MAC 주소 정보와 자신의 MAC 주소 정보를 비교하여 일치하지 않으면 해당 메시지를 무시하고 일치할 경우 메시지를 수신한다. 

 

-> 하나의 데이터를 목적지까지 한 번에 보내는 것이 아니라 연결된 모든 장치에 보낸 다음, 데이터 수신자가 직접 자신이 목적지인지 아닌지 MAC 주소를 판단하게끔 맡기는 것이다. 

왜냐하면 허브는 네트워크를 분배하는 역할만 수행하고, 데이터의 수신지를 구분해서 목적지에 전달하는 기능은 없기 때문이다. 

 

허브 특성상 데이터를 허브에 연결된 단말장치에 보내는 과정에서 동시에 다른 단말장치에서 데이터를 보낼 경우, 데이터 충돌이 발생한다. 

네트워크에서는 이런 충돌이 발생하는 영역을 충돌 영역이라고 부르며, 동일한 허브에 연결된 단말장치들은 서로 같은 네트워크에 묶여 있기 때문에 이를 같은 충돌 영역상에 있다고 표현한다. 

 

그렇기 때문에 같은 충돌 영역에 있는 동일한 허브에 연결된 단말장치들은 특정 단말장치가 통신을 하는 동안에는 다른 단말장치들은 통신을 할 수 없다. 

단말장치수가 증가할수록 충돌 영역도 점점 커지므로, 전체 네트워크 성능 저하의 원인이 된다. 

 

 

 

3️⃣ 허브의 한계 

대역폭 = 전송채널을 통해 초당 전송되는 데이터의 양 
전송 대역폭 = 일정 시간 동안 해당 전송 채널을 통해 얼마나 많은 데이터가 전송되었는지 나타내는 것

-> 이 개념은 네트워크의 전송 속도를 의미하기도 하고, 네트워크 성능의 지표로도 활용된다. 

근데 허브는 네트워크의 전송 대역폭을 온전히 보전하지는 않는다. 

 

허브는 네트워크를 분배하여 한 번에 데이터를 하나씩만 단말장치에 보낼 수 있기 때문에 네트워크 회선에서 지원하는 대역폭을 충분히 보장하지 못한다. 

또한 허브에 연결되는 단말장치가 많으면 많을수록 데이터 충돌도 함께 증가하기 때문에 네트워크의 데이터 전송 속도가 감소하며 전반적인 네트워크 성능이 떨어진다. 

 

이러한 이유 때문에 요즘은 허브를 잘 사용하지 않는다고 한다..