Part04. 네트워크 장비들에 관한 이야기

• 허브(HUB) : 멀티포트(Multiport) 리피터(Repeater) (Layer 1)
  = 포트가 여러 개 달린 장비, 특정 포트로 데이터가 들어오면 나머지 모든 포트로 뿌려 주는 역할

• 허브의 한계

1. 허브에 연결된 모든 PC들은 하나의 콜리전 도메인에 있어 한PC만 데이터를 보낼 수 있다.
2. 콜리전도메인이 발생(충돌) 할 경우 연결된 모든 PC에 영향을 받는다.

• 허브의 종류

1. 인텔리전트 허브 (Intelligent Hub)

• 지능형 허브로 데이터를 분석 하고 제어한다. 문제가 발생한 PC를 찾아내어 고립 시켜버린다.

2. 더미 허브 (Dummy Hub)

• 인텔리전트 허브와 연결하면 더미허브도 역할 수행이 가능하다. (깡통?)

• 스태커블 허브 : 네트워크가 확장되며 허브와 허브끼리 연결 가능한 허브
• 허브가 사라진 이유? 허브에 연결되는 PC가 많아질수록 콜리전 도메인이 커지게 되면서 영향을 받는PC들이 많아지며 통신속도가 떨어진다.

• 리피터 : 신호를 증폭 시키는 역할 (Layer 1)

사용 예시 ex) 두개의 장비간 거리가 150m 일 경우 UTP케이블로 연결하려면 어떻게 해야될까?
UTP케이블은 최대 전송거리가 100m이므로, 두 장비 사이에 리피터를 두어 신호를 증폭 시키는 역할을 한다.

• 브리지 : 허브로 만들어진 콜리전 도메인 사이를 반으로 나눠 중간다리를 놓는 역할을 한다.(Layer 2)
• 브리지/스위치
  

1. Learning : 배운다.

• 브리지/스위치는 자신의 포트에 연결된 pc들의 Mac address를 읽어 table에 저장한다.
  특정pc로 요청이 올 경우 mac address table을 읽어 패킷을 보낸다

2. Flooding : 모르면 들어온 포트를 제외한 다른 모든 포트에 뿌린다.

• mac address table에 정보가 없을 경우 들어온 포트를 제외한 나머지 모든 포트로 패킷을 뿌린다.

3. Forwarding : 해당 포트로 건네 준다.

• 목적지 주소가 mac address table에 있을 경우 목적지 포트로만 전송한다.

4. Filtering : 다른 포트로는 못가게 막는다.

• 출발지와 목적지가 같은 경우 다른 세그먼트로 보내지 않는다.
  ex) E0에서 E2로 보낼 경우 필터링이 적용 된다.

5. Aging : 나이를 먹는다

• 브리지/스위치는 일정 시간(default 5분, 즉300초)가 지나면 table을 지운다.
  300초가 지나도록 출발지 주소를 가진 프레임이 오지 않으면 table에서 삭제를 진행한다.
  300초 안에 동일한 출발지 주소를 가진 프레임이 들어올 경우 리플래시 한다.
  

• 스위치와 브리지의 차이점

1. 처리 방법 (스위치 : 하드웨어 | 브리지 : 소프트웨어)
2. 포트별 속도 (스위치 : 포트 별 다른 속도 | 브리지 : 모두 같은 속도)
3. 포트 수 : (스위치 : 많음 | 브리지 : 스위치에 비해 적음)
4. 처리 방식 : (스위치 : cut-through, store-and-forward | 브리지 : store-and-forward)

• store-throuth : 들어오는 프레임을 전부 받아들인 이후 처리를 시작
  :: 회선 상 에러가 자주 발생하거나 또는 출발지와 목적지의 전송 매체가 다른 경우 자주 사용 된다.
• cut-through : 스위치로 들어오는 프레임의 목적지 주소만을 본 후 바로 처리 하는 방식

:: 처리 속도가 빠르지만, 에러를 찾아내는 능력이 없어 에러 복구 능력에 단점을 가지고 있다.

• Fragment-Free : store-throuth + cut-through 장점을 모두 가진 방식

• 루핑(Looping) : 네트워크의 끊임 없는 순환 (서비스 장애)
      

  상위 pc가 하위pc와 통신을 위해 브로드캐스트를 날린다.

1. 상위 pc에서 전달 받은 브리지A는 브로드캐스트 패킷이니 Flooding 한다.
2. 들어온 포트를 제외하고 브리지B에 연결된 포트로 Flooding 한다.
3. 예를들어 브리지B가 1번/2번포트로 연결되어있을 경우
   1번 포트로 브로드캐스트 패킷을 받을 경우 2번 포트로 Flooding하고
   2번 포트로 브로드캐스트 패킷을 받을 경우 1번 포트로 Flooding하게된다.
4. 이러한 과정으로 인해 브리지(스위치)끼리 지속적으로 브로드캐스트 패킷을 뿌리면서 루핑 현상에 빠지게 된다.

• 스패닝트리(Spanning Tree) : 스위치나 브리지에서 발생할 수 있는 루핑을 미리 막기 위해 두 개 이상의 경로가 발생하면 하나를 제외하고, 나머지 경로들을

막아 두었다가 기존 경로가 문제가 생기면 막아놓은 경로를 풀어서 데이터를 전송하는 알고리즘 (모든 스위치는 스패닝트리 알고리즘을 지원한다)
** 현재 링크에 문제가 있을 경우 다른 링크를 살리는데 1분정도 소요**
** 이더 채널 : 여러 개의 링크를 하나의 링크처럼 인식되게 하는 기술 **

• 라우팅과 스위칭 비교

• 가격 : 라우터 > 스위치 (동일 스펙 비교 시)
• 속도 : 라우터 < 스위치 (라우터는 내부에서 처리하는 일이 많다.)
• 구성의 편리함 : 라우터 < 스위치

:: 스위치의 한계

1. 브로드캐스스트 영역을 나눠야 한다.
2. 로드 분배