허브, 스위치, 공유기, 라우터란 ?
허브 (L1)(bit)
여러 대의 컴퓨터를 연결해 네트워크를 만들어주는 장비이다. 포트의 개수는 허브에 따라 다양하며, 1개의 포트에 한대의 장비가 할당이 된다. 허브는 단순한 분배 중계기에 불과하기 때문에, 연결되는 컴퓨터 수에 따라 데이터 전송 대역이 분리된다. 예를 들어, 원래 전송 대역이 10Mbps인 네트워크 라인에 허브를 물리고 여기에 5대의 컴퓨터를 연결했다면 각 컴퓨터의 대역폭은 2Mbps가 된다.
허브는 크게 멀티포트와 리피터(Repeater) 기능으로 많이 사용된다. 멀티포트의 의미는 공유기 포트가 모자라면 허브를 추가적으로 설치하는 것을 말한다. 리 피터 같은 경우에는 보통 UTP 케이블 등의 데이터 최대 전송거리가 100 미터인데 이 거리를 넘어서게 되면 통신이 불가능해진다. 이 100미터가 넘는 거리를 연결하려면 두 개의 UTP 선사 이에 허브를 설치하고 리피터 기능을 사용해야 한다. 리피터의 의미는 데이터를 재 전송한다는 뜻이다.
허브는 IP를 할당하는 기능이 없고 단순히 포트를 늘려주는 기능이라고 생각 하면 된다.
스위치(L2)(frame)
한 PC만이 데이터를 보낼 수 있다고 했다. 즉 허브에 연결된 한 PC에서 발생하는 콜리전이 허브에 연결된 모든 영역에 노드들에게 영향을 미쳐서 통신을 하지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 콜리전 도메인을 나누어 줄 수 있는 장비가 나와있는데 이것이 브릿지, 스위치이다.
예를 들어 1,2번 사이에 통신이 일어나면 CSMA/CD라는 특징 때문에 나머지 모든 PC들은 기다려야만 하는 허브와는 달리 PC들도 동시에 통신이 가능하다. 이것이 위의 허브와 스위치의 가장 큰 차이다. 또한 스위치는 데이터의 전송 에러 등을 복구해주는 기능들을 가진다. 서버의 경우 사용자들이 많기 때문에 허브보다 스위치를 사용하는 것이 좋다.
스위치는 자신에게 연결된 디바이스들의 IP와 MAC 주소를 테이블로 모두 가지고 있다. 따라서 프레임이 자신에게 오면 그것의 목적지가 어디인지를 파악하여 그 디바이스에게 프레임을 보내준다. 트래픽이 훨씬 효율적이 되는 것이다. 다만 스위치는 자신의 테이블에 없는 목적지를 가진 패킷이 오면 그것을 무조건 모든 기계에 포워딩한다. 이런 경우는 허브와 똑같이 동작하는 것이다.
공유기
ISP(Internet Service provider) 업체에서 제공하는 한 개의 인터넷 IP Address로 여러 대의 컴퓨터, 노트북, 폰 등이 인터넷을 공유할 수 있는 기능을 제공합니다. 주로 가정용으로 사용되는 소용량 라우터를 말한다. 공유기를 사용하면 ISP에서 할당받은 하나의 공인 IP Address를 내부 네트웍에서 여러 개의 IP 주소로 변환 사용가능하기 때문에, 한 대의 컴퓨터에서만 인터넷 접속이나 외부 네트워크와 연결되던 것을 최대 253대까지 동시에 인터넷을 접속할 수 있다. 사실상 라우터의 NAT(Network Address Translation) 기능만 가지고 있다고 해도 무방하다.
라우터(L3)(패킷)
라우터란 둘 혹은 그 이상의 네트워크와 네트워크 간 데이터 전송을 위해 최적 경로를 설정해주며 데이터를 해당 경로를 따라 한 통신망에서 다른 통신망으로 통신할 수 있도록 도와주는 인터넷 접속 장비이다. 네트워크를 통해 정보를 주고 받을 때 데이터에 담긴 수신처의 주소를 읽고 가장 적절한 통신통로를 이용해 다른 통신망으로 전송하는 장치로, 전화국의 교환기와 비슷한 개념이다.
내부 네트워크는 사용하는 컴퓨터 기종이나 OS, 프로토콜 등을 확실히 알 수 있기 때문에 네트워크의 최적화를 이룰 수 있다. 그러나 내부 네트워크를 외부와 연결할 때는 외부 네트워크에서 사용하는 프로토콜이나 컴퓨터 기종 등의 정보를 알 수 없다. 이러한 알 수 없는 임의의 네트워크와 내부 네트워크를 연결하기 위한 네트워크 장비가 바로 라우터이다.