네트워크 관련 장비, LAN

인터네트워킹 장비

 

• 허브 (Hub)
  - 한 사무실이나 가까운 거리의 컴퓨터들을 연결하는 장치로, 각각의 회선을 통합하여 관리
  - 신호 증폭 기능을 하는 리피터의 역할을 포함
  

* 더미 허브 : 네트워크에 흐르는 모든 데이터를 단순히 연결하는 기능만 제공하는 허브

* 스위칭 허브 : 네트워크상에 흐르는 데이터의 유무 및 흐름을 제어하여 각각의 노드가 허브의 최대 대역폭을 사용할 수 있는 지능형 허브

 

• 리피터 (Repeater)
  - 물리계층에서 동작하는 장비로, 전송거리를 확대하기 위해 통신 선로의 중간에 설치하는 장치
  - 수신한 신호를 재생시키거나 출력 전압을 높여 전송하는 장치
  
  
• 브리지 (Bridge)
  - 데이터링크 계층에서 망을 연결하여 패킷을 중계하고 필터링하는 장치
  - LAN과 LAN을 연결하거나 LAN 안에서의 컴퓨터 그룹을 연결하는 장치
  - 네트워크의 수많은 단말기들에 의해 발생하는 트래픽 병목 현상을 줄일 수 있음
  - 네트워크를 분산적으로 구성할 수 있어 보안성을 높일 수 있으며 브리지를 이용한 서브넷 구성 시 전송 가능한 회선 수는 브리지가 n개일 때, n(n-1) / 2개
  
  
• 스위치 (Switch)
  - 데이터링크 계층에서 사용되는 장비로 브리지와 같이 LAN과 LAN을 연결하여 훨씬 더 큰 LAN을 만드는 장치
  - 하드웨어를 기반으로 처리하므로 전송 속도가 빠름
  - 수십에서 수백 개의 포트를 제공하며 포트마다 서로 다른 전송 속도를 지원하게 제어할 수 있음
  
  
• 라우터 (Router)
  - 네트워크 계층에서 망을 연결하며 다양한 전송경로 중 가장 효율적인 경로를 선택하여 패킷을 전송하는 장치
  - 브리지의 기능을 추가하여 서로 다른 LAN 또는 LAN과 WAN을 연결하는 기능을 가짐
  - 하위 3계층의 프로토콜 구조가 다른 네트워크 간의 연결을 위해 프로토콜 변환 기능을 수행
  
  
• 게이트웨이 (Gateway)
  - OSI 전 계층의 프로토콜 구조가 다른 네트워크를 연결하는 장치
  - LAN에서 다른 네트워크에 데이터를 보내거나 다른 네트워크로부터 데이터를 받아들이는 출입구 역할을 함
  
  
  
  

근거리 통신망 (LAN; Local Area Network)

 

- 학교, 회사와 같이 한 건물이나 비교적 가까운 지역에 한정된 통신망

 

• LAN의 특징
  - 1 ~ 20km 정도의 근거리에서 20Mbps 이상의 고속 통신이 가능
  - 경로 설정이 불필요하고, 확장성과 재배치가 용이
  - OSI 7계층 중 1, 2계층만 필요
  - 낮은 오류율에 의한 신뢰성 있는 정보 전송이 가능
  - 전송 방식으로는 베이스 밴드 (디 -> 디 전송, 변조를 하지 않으므로 모뎀이 필요없고 품질 우수), 브로드 밴드 (변조를 하므로 모델 필요) 방식이 존재
  - LAN의 계층 구조는 물리 계층와 데이터 링크 계층 (매체 접근 제어 MAC 계층 / 논리 링크 제어 LLC 계층) 으로 나뉨
  
  
• LAN의 매체 접근 방식 (MAC; Media Access Control)
  - 여러 대의 컴퓨터들이 하나의 통신 회선을 공유하므로 데이터의 전송을 위해 전송 매체의 접속을 제어하지 않으면, 데이터의 충돌이 발생하여 신뢰성 있는 통신을 할 수 없음
  - OSI 모델에서는 매체 접근 제어를 위해 데이터 링크 계층을 두고 있는데 LAN에는 하위 계층인 물리 계층과의 물리적 매체 접근 방식을 다루는 MAC 계층과 상위 계층과의 연결을 해주는 LLC (Logical Link Control) 계층으로 이루어져 있음
  - IEEE의 프로젝트 802에 의해 매체 접근 제어의 표준화가 이루어지고 있음

구분	내용
IEEE 802.3	CSMA/CD
IEEE 802.4	Token Bus
IEEE 802.5	Token Ring

 

• CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
  - CSMA 방식에서 충돌이 발생하는 문제점을 해소하기 위해 CSMA 방식에 충돌 검출 기능과 충돌 발생 시 재송신 기능을 부가
  - 버스형 통신망의 이더넷에 주로 사용
  - 데이터를 송신하기 전에 반송파 존재 여부를 감지한 후, 반송파가 감지되는 경우에는 다른 컴퓨터에서 데이터 송신 중임을 판단하여 데이터를 전송하지 않고, 반송파가 없을 경우 데이터를 전송
  - 송신 도중 충돌이 발생하면 송신을 중단하고, 모든 노드에 충돌을 알린 후 일정 시간이 지난 다음 데이터를 재송신

CSMA / CD 동작원리

 

• 토큰 패싱 (Token Passing)
  - 접속되어 있는 노드들 사이를 토큰이라는 패킷이 순차적으로 순환하는 동안, 자신이 전송하고자 할 때 토큰을 얻어 전송한 후 전송이 완료되면 토큰을 반납하는 방식
  - CSMA/CD와 같은 충돌 현상을 발생하지 않음
  - 토큰이 올 때까지 기다려야 함
  - 토큰 버스 방식과 토큰 링 방식으로 구분
  
  
  

무선 LAN

 

• 무선 LAN의 특징
  - 이동성, 편리성, Ad hoc 네트워킹, 유선으로 연결되기 어려운 곳에 대한 서비스 등에 대한 요구에 의해 나타난 기술
  - 한정된 공간 내에서 유선 케이블 대신 무선 주파수 또는 빛을 사용하여 허브에서 각 단말기까지 네트워크 환경을 구축하는 것
  - 복잡한 배선이 필요 없고, 단말기의 재배치 시 용이
  - 유선 LAN에 비해 상대적으로 낮은 전송속도를 내며 신호 간섭이 발생할 수 있음
  
  
• 무선 LAN의 통신방식
  - 애드혹 모드 : 컴퓨터에 무선 LAN 카드를 장착하여 연결하는 방법으로 일대일 통신이 기본이며 가정에서 많이 사용하는 방식
  - 하부구조 모드 : AP를 필요로 하며, 개방형 네트워크를 프로토콜을 사용해 다른 기종 연결이 가능할 뿐만 아니라, 서버 부하를 최소한으로 하여 노드 수가 증가해도 문제가 되지 않음. 또한 애드혹 모드보다 빠른 속도로 액세스할 수 있음
  
  
• 무선 LAN의 접근제어
  - CSMA/CA를 사용

* CSMA/CA : 유선 LAN은 프레임 충돌 검출을 전송매체 상의 전위 변화로 쉽게 알 수 있으나 무선 LAN에서는 공기 중 전송매체여서 충돌 감지가 거의 불가능하기 때문에 전송 전에 캐리어 감지를 해 보고 일정 시간 기다리며, 사전에 가능한 한 충돌을 회피하는 무선 전송 다원접속 방식