네트워크 접속장치
LAN 카드(NIC, Network Interface Card)
- LAN 카드는 두 대 이상의 컴퓨터로 네트워크를 구성하려고 외부 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있게 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드
- 네트워크에 연결하는 물리적 장치에는 반드시 하나 이상의 LAN 카드가 있어야 함
- LAN 카드는 전송매체에 접속하는 역할과 데이터의 입출력 및 송수신, 프로토콜의 처리 기능 등을 담당
- 이 카드는 마더보드의 확장 슬롯에 설치하며, 네트워크 케이블을 연결하는 외부 포트를 포함
MAC 주소(Media Access Control address)
- 각 LAN 카드에 할당된 48비트의 물리적 주소(고유의 식별 코드)
- 이 주소는 사용자의 컴퓨터와 물리적 네트워크 사이의 인터페이스 역할을 하며, LAN 카드의 MAC 주소는 [시작]-[모든 프로그램]-[보조프로그램]-[명령 프롬프트(cmd)]에서 ipconfig/all 명령어를 입력하면 확인 가능
- 물리적 주소(MAC 주소)에서 앞의 24비트는 LAN 칩셋 제조사를 의미하는 고유 코드이고, 뒤의 24비트는 제품의 일련번호와 같이 부여되는 것이므로 전 세계에서 유일한 내 컴퓨터만의 LAN 카드 고유 번호(ex.92-E0-3F)
- 실제로 네트워크 통신을 할 때 하드웨어가 사용하는 주소는 LAN 카드에 할당된 MAC 주소
허브(Hub)
- 허브 hub는 여러 개의 입력 및 출력 포트가 있는 특수한 형태의 네트워크 장치
- 네트워크에 연결할 컴퓨터가 두 대뿐일 때는 허브를 사용하지 않고 두 컴퓨터의 네트워크 카드를 케이블로 직접 연결
- 하지만 연결할 컴퓨터가 세 대 이상이라면 허브를 사용해야 편리하게 연결 가능
- 한 포트에서 수신된 신호는 허브의 다른 모든 포트로 즉시 재전송되며, 모든 입력과 출력이 서로 연결되어 있어 여러 개의 노드가 똑같은 중계기를 공유 가능
- 허브를 사용하면 네트워크에 연결된 컴퓨터끼리 통신 가능
- 각 컴퓨터는 이더넷 케이블(UTP)을 사용하여 허브의 각 포트에 연결되고, 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 전송되는 데이터는 허브를 통과
- 더미 허브는 수신되는 데이터의 의도한 대상을 식별할 수 없기 때문에 데이터를 보내는 컴퓨터를 비롯하여 연결된 모든 컴퓨터에 데이터를 전송
- 더미 허브는 데이터를 주고받을 수는 있으나 동시에 수행하지는 못하므로 스위치보다 느린 것이 단점이지만, 네트워크 접속 장치 중에서 가장 간단하고 저렴
더미 허브
- 데이터를 네트워크의 다른 컴퓨터로 전송하는 것으로, 단순히 컴퓨터와 컴퓨터 간의 네트워크를 중계하는 역할을 수행
- 네트워크의 전체 대역폭을 노드 수만큼 분할하여 사용하기 때문에 허브에 연결된 노드 수가 증가하면 네트워크의 속도가 떨어짐
- 허브에 연결된 컴퓨터의 수가 어느 정도 이상이면 전체 네트워크의 전송속도가 급격히 떨어지며 이를 ‘네트워크 트래픽’이라고 함
- 이런 이유로 더미 허브는 연결하는 노드 수가 적은 소규모 네트워크(10여 대 이하)를 구축하는 데 사용
스위칭 허브
- 전체 대역폭을 각 컴퓨터 노드 수만큼 나눠서 사용하는 문제점을 해결한 접속장치
- 단순히 전송하는 기능을 넘어 수신지 주소로 스위칭하는 기능이 있고, 노드들을 각각 점대점으로 접속시키기 때문에 네트워크의 효율이 훨씬 높음
- 예를 들어, 100Mbps 대역폭을 제공하는 이더넷에 5포트 허브로 컴퓨터 다섯 대를 연결하면, 각 컴퓨터는 100Mbps 대역폭을 보장받음
스태커블 허브
- 스택 접속 포트가 갖춰진 허브로, 허브와 허브 사이를 연결하여 용량을 확장 가능
- 중규모 이상의 네트워크를 구성할 때 이 허브를 여러 층으로 쌓아서 구성
- 일반 포트를 이용하여 여러 대의 더미 허브를 연결하면 컴퓨터 사이에 데이터 전송속도의 차이가 발생 가능
- 하지만 스태커블 허브를 사용하면 여러 대의 허브가 하나의 허브처럼 동작하기 때문에 전송속도의 차이가 적음
인텔리전트 허브
- 신호의 조절과 변경 등 다양한 지능형 기능을 포함한 허브를 의미
스위치(Switch)
- 스위치는 컴퓨터에 할당되는 대역폭을 극대화하는 장치로, 허브와 달리 근거리 통신망이 제공하는 대역폭을 컴퓨터로 모두 전송
- 예를 들어 고속 이더넷 스위치는 연결된 컴퓨터의 수에 상관없이 보편적으로 100Mbps 대역폭을 제공하며 1G 또는 10G 대역폭을 제공하기도 함
브리지(Bridge)
- 브리지는 두 개 이상의 근거리 통신망을 연결하여 하나의 네트워크로 만들어 주는 장치로, 수신지 주소에 따라 특정 네트워크 트래픽만 통과시킬 수 있도록 설계된 특수한 형태의 네트워크 스위치
- 근거리 통신망에서 하나의 장치가 데이터를 송신할 때 다른 장치도 데이터를 송신하면 충돌이 발생
- 이처럼 네트워크에 노드 수가 늘어나면 충돌이 발생할 확률이 높고 통신속도도 떨어지는데, 브리지를 이용하면 문제를 해결 가능
- 브리지는 스위치와 비슷한 역할을 하지만, 전체 네트워크의 트래픽을 줄이기 위해 네트워크를 세그먼트 단위로 분할한다는 점이 스위치와 다름
중계기(Repeater)
- 접속 시스템의 수를 증가시키거나 네트워크 전송 거리를 연장하려고 사용하는 장치
- 네트워크에서 신호를 수신하여 증폭한 후 다음 구간으로 재전송하는 역할
라우터(Router)
- 라우터는 서로 다른 네트워크 간에 통신하는 데 사용하는 장치로, 구조가 다른 망을 연결할 수 있어 근거리 통신망 LAN과 대도시 통신망 MAN, 광역 통신망 WAN을 연결하는 데 이용
- 또한 IP 주소를 바탕으로 데이터가 수신지까지 갈 수 있는 경로를 검사하여 효율적인 경로를 선택하는 라우팅 기능도 수행
- 라우팅은 라우터에 있는 라우팅 테이블이 결정하는데, 라우팅 테이블은 인터넷상에서 수신지의 주소를 토대로 경로상의 다음 주소를 결정하여 그 경로로 데이터를 전송
- 라우팅 테이블은 라우터 간의 정보 교환을 동적으로 변경 가능
게이트 웨이(Gateway)
- 게이트웨이는 종류가 다른 두 개 이상의 네트워크를 상호 접속하여 정보를 주고받을 수 있는 장치
- 접속할 수 있는 통신망에는 근거리 통신망(LAN), 공중 데이터망(PDN), 공중전화 교환망(PSDN) 등이 있음
- 브리지와 달리 서로 다른 프로토콜 통신망 간에도 프로토콜을 변환하여 정보를 주고받을 수 있음
- 게이트웨이는 논리적 장치이고 라우터는 물리적인 장치로 이 둘은 같은 장치
네트워크 전송매체
- 네트워크 접속 장치는 데이터를 표현하기 위해 신호를 사용하는데, 이 신호는 전자기적인 에너지 형태로 한 노드에서 다른 노드로 전송됨
- 전자기 신호는 전송 매체나 진공, 공기를 통해 이동할 수 있다. 전송 매체는 송신 측과 수신 측을 연결하는 물리적 선로를 의미
- 네트워크는 접속 형태와 관계없이 노드와 노드, 서버를 연결하기 위해 매체를 사용
- 여기서 매체는 데이터를 송신측에서 수신 측으로 전송하는 데 필요한 케이블이나 와이어 등을 의미
- 데이터를 전송할 때 다양한 전송 매체를 이용하며, 각 매체는 전송 지연, 대역폭 등 고유한 특성을 가지고 있음
- 대역폭은 전송 매체를 지나는 신호의 최저 주파수와 최대 주파수의 차이로, 대역폭이 클수록 더 많은 데이터를 전송 가능
분류
- 유선 전송 매체 ex) 동축케이블, 꼬임선, 광섬유 케이블 등
- 무선 전송 매체 ex) 진공, 공기, 해수 등
유선 전송 매체
동축 케이블(Coaxial Cable)
- 케이블 TV 시스템에서 사용하는 케이블 방식과 유사
- 동축 케이블은 두 개의 전도체로 구성됨
- 하나는 케이블 가운데 있는 와이어이고, 다른 하나는 와이어를 감싸는 차폐용 그물망
- 절연체는 이들 중간에 위치
- 동축 케이블은 10BASE-5 규격의 굵은(Thick) 케이블과 10BASE-2 규격의 얇은(Thin)케이블로 분류
- 동축 케이블은 꼬임선보다 주파수가 높고 데이터 전송이 빠름
- 또한 외부 신호와 전자파를 차단하는 능력이 뛰어남
- 이런 특성 때문에 주로 유선방송, CATV, 근거리 통신망 등에 사용
꼬임선(Twisted Pair)
- 이중 나선 케이블이라고도 함
- 꼬임선은 플라스틱으로 덮인 두 가닥의 절연된 구리선을 나선형으로 꼬아서 만듦
- 한 쌍이 하나의 통신회선 역할을 하며, 여러 개의 쌍이 묶여 하나의 케이블을 형성하고 보호용 외피로 이를 감싸 완성
- 구리선을 꼬는 이유는 두 선 사이의 전기적 간섭을 최소화하기 위한 목적
- 접속 형태 중 성형 구성에 많이 사용하며, 동축 케이블이나 광섬유 케이블에 비해 설치하기 쉬움
- 꼬임선은 만들기 쉽고 비용이 저렴하기 때문에 다양한 전송매체에 사용
- 꼬임선은 외부 신호의 간섭을 최소화하려고 금속망으로 전선을 감싸는 차폐 보호망을 사용하는데, 사용 여부에 따라 UTP 케이블와 FTP 케이블, STP 케이블로 분류 가능
- UTP
- 전자기 간섭을 줄이려고 케이블을 나선형으로 꼬아놓은 형태로, 별도의 피복은 없음
- UTP는 네트워크 케이블의 90% 이상을 점유하고 있는데, 데이터 보호망이 없어 가격이 저렴하고 제작이 쉽기 때문
- 가장 많이 사용하는 카테고리 등급 5는 최대 100Mbps의 속도로 데이터를 전송 가능
- FTP
- 전자기 간섭을 줄이려고 전체 케이블에 피복을 씌운 형태
- STP
- STP는 전자기 간섭을막으려고 전체 케이블에 피복을 씌운 후 은박지 등 금속형 물질로 한 번 더 싼 형태
- 케이블 겉면의 외부 피복, 즉 알루미늄 은박이 네 가닥의 선을 감싸고 있음
- 이 차폐재는 접지 역할까지 하기 때문에 외부의 노이즈를 차단할 수 있고, 전기적 신호 간섭에 좋은 성능을 보임
- 꼬임선은 피복의 정도에 따라 전자기 간섭의 효과가 달라지며, STP-FTP-UTP 순으로 간섭의 영향을 덜 받음
광섬유케이블
- 머리카락보다 가늘어 휘어지는 전송매체
- 꼬임선처럼 구리선에 전기를 통하게 하여 데이터를 전송하는 것이 아니라 빛을 이용하여 데이터를 전송하기 때문에 휘는 범위에 한계 존재
무선 전송매체
- 무선 통신에서는 공간으로 전파되는 전자파를 매개체로 데이터를 전송
- 전자파는 주파수 범위에 따라 특성이 다르므로 전파 방식이나 사용 용도에 따라 적합한 주파수 범위를 사용해야 함
