허브(Hub)란 무엇일까요?
아래 그림에서 볼 수 있듯이 허브는 직사각형 모양의 상자에 구멍이 뚫려있는 모양의 네트워크 장비입니다. 이 구멍이 몇 개 뚫려있느냐에 따라 우리는 '몇 포트 짜리 허브다.'라고 이야기하고, 이 구멍(포트)의 숫자가 몇 대의 장비를 연결할 수 있는지를 결정하게 되는 것이죠.
예를 들어 10 포트 짜리 허브가 있는데 18대의 PC를 연결해야 한다고 가정해 봅시다. 이럴 경우에는 어떻게 해야 할까요? 가장 쉬운 방법은 18 포트 이상의 허브를 따로 1대 구매하는 것입니다. 가장 간단하지만 비용이 많이 들고 기존에 가지고 있던 10 포트 허브는 사용할 수 없게 되므로 추천할 수는 없는 방법 같습니다.
두 번째 방법은 10 포트 허브를 하나 더 구매한 후 기존에 가지고 있던 허브와 서로 연결하고 2대의 허브에 PC를 연결하는 방법입니다. 아래[그림 2]를 보시면 이해가 편하실 겁니다. 허브는 2대를 연결하게 되면 마치 1대의 허브처럼 사용할 수 있습니다. 하지만 무작정 연결만 한다고 되는 것은 아니고 몇 가지 조건이 있습니다. 이 부분은 다음에 조금 더 자세히 다루도록 하겠습니다.
허브 역시 속도에 따라서 그냥 허브(10Mbps), 패스트 허브(100Mpbs), 기가 허브(1Gbps) 허브가 있습니다. 물력 가격은 속도가 높아질수록 비싸겠죠? 랜카드는 1Gbps짜리인데 허브는 100Mpbs용을 사용한다면 당연히 통신속도는 100Mbps이기 때문에, 랜카드에 맞는 허브를 선택하는 것이 중요합니다. 허브는 네트워크에서 없으면 안 되는 가장 기본이 되는 장비 중 하나입니다. 물론 요즘은 스위치라는 녀석이 하도 싸지기도 했고, 명칭도 L2 스위치라고 부르기도 하는 등 구분이 애매해졌지만 말입니다. 그렇다고 배우는 단계에서 허브를 무시하면 안 됩니다. 예를 들어 랜카드, UTP 케이블, 그리고 허브만 있으면 일단 내부에서는 허브에 접속된 PC 간에 통신이 가능합니다. (물론 외부 인터넷은 못 합니다.)
👉 허브의 역할과 통신과정
그렇다면 허브는 무슨 일을 할까요?
허브를 한마디로 정의하자면 '포트가 여러 개인(Multiport) 리피터(Repeater)' 라고 말할 수 있을 것 같습니다. 리피터는 들어온 데이터를 그대로 재전송한다는 뜻이니 허브는 포트가 여러 개 달린 장비인데, 들어온 데이터를 나머지 포트로 뿌려주는 장비인 셈입니다.
위에서 리피터(Repeater) 얘기가 나와서 잠깐 리피터에 대해 알아보고 넘어가겠습니다. 우리가 케이블 편에서 배웠듯 케이블에 따라서 전송할 수 있는 거리에 제약이 있습니다. 우리가 가장 많이 사용하는 Cat.5 UTP 케이블은 최대 전송 거리가 100미터인 것처럼 말이죠. (물론 100미터가 넘어가도 통신이 되긴 하겠지만 완전한 통신은 보장할 수 없습니다) 그렇다면 장비와 장비 사이가 100미터가 넘어가는 경우에는 어떻게 하는걸까요?
이럴 때 사용되는 장비가 리피터입니다. 일종의 증폭기 개념이라고 생각하셔도 무방합니다. 멀리 떨어진 두 장비 사이에 리피터를 놓고 두 장비를 서로 연결하게 되면, 둘 간의 통신이 가능해지는 것입니다. 지금 배우고 있는 허브는 바로 이런 리피터의 기능도 가지고 있습니다.
아래 그림을 보면서 허브에 연결된 PC 사이의 통신을 알아보도록 하겠습니다. 허브에 1~4까지의 PC가 연결 되어있는데, 1번 PC가 2번 PC에게 데이터를 전송하는 경우를 가정해 봅시다.
아래의 [그림3-1]과 같이 1번 PC가 허브를 통해 데이터를 전송하면, 허브는 데이터가 들어온 1번 포트를 제외하고 나머지 모든 포트로 그 데이터를 뿌려줍니다. 따라서 2번~4번까지 모든 포트로 데이터가 뿌려지는 것이죠.
그렇게 되면 아래 [그림3-2]처럼 2번 PC를 제외한 나머지 PC들(3~4번)은 자신에게 온 데이터가 아니라는 것을 눈치채고 데이터를 무시해 버립니다. 여기서 데이터가 나에게 온 건지 아닌지를 알아내는 역할을 하는 것이 바로 랜카드라는 것은 앞에서 배웠으니 기억 하실겁니다. 랜카드는 수신한 프레임의 목적지 주소를 보고 나서 자신의 MAC 주소와 비교한 후 자기 것이 아니면 버리게 됩니다.
하지만 2번 PC는 자신에게 온 데이터라는 것을 알기 때문에 이 데이터를 버리지 않고 랜카드가 CPU에 인터럽트를 걸어 이 데이터를 처리해줄 것을 요청하게 됩니다.
이 허브는 이더넷 허브인 만큼 CSMA/CD의 적용을 받습니다. 하나의 PC가 허브에 데이터를 전송하고 있을 때 다른 PC가 데이터를 보내려고 한다면 충돌(Collision)이 발생한다는 말이죠. 따라서 같은 허브에 연결된 장비들은 모두 '같은 콜리전 도메인(Collision Domain)에 속해 있다'라고 말합니다. 같은 콜리전 도메인에 속해있다는 말은 그 허브에 연결된 하나의 PC가 통신하게 되면 다른 모든 PC는 통신할 수 없게 되고, 이 허브에 붙어있는 하나의 PC에서 콜리전이 발생하게 되면 모든 PC가 영향을 받는다는 뜻입니다.
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