[Network] 하드웨어

NIC

• Network Interface Card의 약어
• 컴퓨터에 네트워크를 연결하기 위한 확장 카드
• 두번째 링크 계층에서 작동하는 네트워크 구성 요소
• 다른 말로 "LAN 보드", "LAN 카드", "LAN 어댑터"라고 표현하기도 한다.
• NIC는 변환기 역할을 해서 케이블에서의 단순 전기 신호를 디지털 신호로 변환해 컴퓨터에 전송된다.
• 컴퓨터에 장착된 NIC에 LAN 케이블을 연결해 컴퓨터와 네트워크를 연결한다.

 

 

LAN 케이블

• 각 컴퓨터를 네트워크에 연결하기 위해 사용하는 케이블
• 전기 신호로 변환된 통신 데이터가 전송되는 경로로, LAN 케이블을 연결해 컴퓨터끼리 데이터를 주고받을 수 있다.
• 사용하는 네트워크 규격에 따라 LAN 케이블의 종류가 다르다.

 

 

리피터

• OSI 참조 모델 1계층인 물리 계층에서 동작하는 장치
• LAN 케이블에 보내는 신호를 수신하여 신호를 증폭한 후 다음 구간으로 재전송하는 역할 → 증폭기
• 네트워크는 LAN 케이블에 전기 신호를 보내서 통신 데이터를 전송하는데, 그러나 케이블이 길어지면 그 안에 흐르는 전기 신호가 감쇠하여 결국 해석할 수 없는 신호가 된다. 이때 리피터가 감쇠한 전기 신호를 증폭해 재전송하여 케이블의 총 연장 거리를 늘릴 수 있다.
• 하지만 입력된 파형을 증폭해 송출하기 때문에 불필요한 통신 패킷도 중계된다는 문제가 있다.
• 리피터는 상한이 정해져 있다. 그 이유는 너무 많은 리피터를 거치면 신호가 왜곡되고 총 연장 거리가 너무 길어질 경우 콜리전(신호 출돌) 감지가 잘 동작하지 않기 때문이다.
• 리피터를 여러 개 묶어서 멀티 포트로 사용하는 것을 허브라고 한다.

 

 

브리지

• OSI 참조 모델 2계층인 데이터 링크 계층에서 동작하는 장치
• 서로 다른 세그먼트 사이를 연결하는 역할
• 브리지는 수신된 패킷의 물리 주소(MAC 주소)를 기억해 네트워크상에서 패킷의 흐름을 제어한다.
  • MAC 주소를 바탕으로 주소테이블을 작성
  • 주소 테이블에 수신 패킷의 수신지가 있으면 해당 주소가 속해 있는 세그먼트에만 패킷을 전달
• 중계한 패킷을 전송할 때는 CSMA/CD 방식을 따르기 때문에 콜리전의 발생을 억제할 수 있다.

 

 

라우터

• OSI 참조 모델 3계층인 네트워크 계층에서 동작하는 장치
• 서로 다른 네트워크를 상호 연결하기 위해 사용
• 네트워크 프로토콜 수준에서 경로 정보(라우팅 테이블)을 관리
• 패킷의 IP 주소를 기반으로 수신지를 선택해 네트워크의 중계 역할을 담당한다.
  • IP 주소 = 집주소, 라우터 = 우체국
  • IP 주소를 바탕으로 수신지가 자신이 속한 네트워크 내에 있다면 외부로 송신하지 않음
  • 수신지가 외부의 네트워크인 경우 그쪽 네트워크를 담당하는 라우터에 패킷을 전송
  • 하지면 인터넷은 매우 방대하기 때문에 직접 수신지가 속한 네트워크에 전송하는 것은 불가능하다.
  • 따라서 몇 단계의 라우터를 거쳐서 최종 목적지 네트워크에 전달한다.

 

 

허브

• 여러 개의 LAN 케이블을 연결하는 집선 장치
• 내부적으로 리피터를 여러개 묶은 것으로 "멀티 포트 리피터", "리피터 허브"라고도 부른다.
• 허브에는 LAN 케이블 연결용 포트가 여러개 있으며, 이 포트에 컴퓨터를 연결한다.
• 리피터와 마찬가지로 입력된 것을 단순히 증폭하여 송출하기 때문에 송신된 데이터는 모든 포트로 전달된다.

 

스위칭 허브

• 스위칭 기능을 가진 허브
  • 스위칭 기능 : 허브가 가진 여러 포트 중 실제 통신이 발생한 포트만 직접 연결하여 패킷을 전달
  • 따라서 다른 포트는 동시에 다른 통신 불가능
  • 패킷 충돌을 억제하므로 네트워크 효율성 up
• 리피터의 집합체인 허브(리피터 허브)와 달리 스위칭 허브는 브리지를 멀티 포트화한 것으로 "멀티 포트 브리지"라고도 부른다.
• 스위칭 방법
  • 패킷 수신 시 그 패킷을 보낸 포트와, 수신지의 MAC 주소를 기억해 테이블을 만든다.
  • 이 테이블을 통해 어떤 포트에 어떤 MAC 주소를 가진 기기가 접속되어 있는지 관리하며 포트 분배를 진행한다.
  • 일부 포트가 통신 중이어도 비어 있는 다른 포트끼리 통신할 수 있어 대역을 유용하게 사용할 수 있다.

 

 

모뎀

• 아날로그 회선을 사용해 컴퓨터의 디지털 신호를 전송하는 장치(변조 복조기)
  • 변조(modulation)? 디지털에서 아날로그로의 변환
  • 복조(demodulation)? 아날로그에서 디지털로의 변환
  • 0과 1만으로 표현되는 디지털 신호를 전화 회선과 같이 음성 전송을 주로 하는 아날로그 회선에 보내려면 변조 복조가 필요
• 일반적인 모뎀은 전화 회선을 사용해 56kbps 속도 통신 가능
• 전화선을 사용하는 "아날로그 모뎀"과 "ADSL 모뎀", 케이블 TV 네트워크를 사용하는 "케이블 모뎀" 등이 있다.

 

 

bps

• bits per second의 약어
• 1초에 전송할 수 있는 비트의 수를 나타내는 단위
• bps는 전송 속도의 단위로, 이 수치를 사용해 데이터 전송에 필요한 시간을 계산할 수 있다.
• 예를 들어 1,000Mbps의 전송 속도를 가진 1000BASE_T의 경우 초당 1,000M비트를 전송할 수 있다는 의미이다.
• 8비트 = 1바이트
  • 비트 : 컴퓨터의 데이터를 나타내는 최소 단위, 1과 0 중 하나의 값을 가짐
  • 바이트 : 컴퓨터의 데이터양을 나타내는 단위

 

 

게이트 웨이

• 두 네트워크를 연결하여 서로 통신하기 위해 필요한 장비 및 시스템을 말한다.
• 상대방의 네트워크에 맞는 규격으로 변환하여 서로 전송할 수 있게 한다. → 번역기처럼 동작
• 단순히 게이트웨이라 하면 LAN과 외부 네트워크의 출입구인 "라우터"를 가리키는 경우가 많다.

 

 

콜리전

• 충돌이라는 뜻을 가지며, 네트워크상의 여러 대의 컴퓨터가 동시에 패킷을 전송하면서 발생하는 "패킷의 충돌"을 의미한다.
• 이더넷과 같은 CSMA/CD 방식 네트워크에는 다른 곳에서 송신하지 않는 경우에만 데이터를 송신하는 방식을 가지고 있지만, 여러 대의 컴퓨터가 동시에 작업을 확인하면 전송이 겹치는 경우가 생겨 콜리전이 발생한다.
• 콜리전이 발생하면 충돌한 패킷은 손상되어 정상적인 통신을 할 수 없게 된다.
• 콜리전이 감지되면 재밍(전파 방해) 신호를 송신해 전송을 중지하고, 전송하려던 컴퓨터들은 일정 시간 대기하다가 다음 전송을 시도한다. 따라서 콜리전 발생시 네트워크 효율 저하를 일으키게 된다.

 

 

MAC 주소

• Media Access Control address의 약어
• 각 NIC(Network Interface Card)별로 할당된 48비트의 고유 번호
  • 앞자리 24비트 : 제조사의 식별 번호
  • 뒷자리 24비트 : 그 제조사가 자사 제품에 할당하는 고유 번호
• 이더넷에서는 네트워크에 존재하는 노드를 모두 식별할 수 있어야 하므로 기기마다 고유 번호를 할당해 이를 바탕으로 데이터를 송수신한다.
• OSI 참조 모델의 데이터 링크 계층에서 동작하는 네트워크 장비는(브리지, 스위칭 허브) MAC 주소를 기반으로 노드를 식별하고 패킷을 전달한다.

 

 

QoS

• Quality of Service의 약어
• 네트워크상의 서비스에서 통신의 품질을 확보하기 위해 사용하는 기술
• 주로 라우터 같은 네트워크 기기가 QoS 기능을 가지고 있으며, 우선 제어와 대역 제어라는 두가지 제어 형태로 나뉜다.
  • 우선 제어 : 패킷을 사용하는 서비스에 따라 우선순위를 정해 처리 순서를 바꿔 우선순위가 높은 패킷을 먼저 발송하도록 함
  • 대역 제어 : 라우터를 통과하는 패킷의 종류에 따라 각각의 대역을 확보하거나 제한해 통신 품질을 유지함

 

 

UPnP

• Universal Plug and Play의 약어 (plug and play = 연결하면 사용할 수 있다.)
• 주변 장치를 컴퓨터에 연결할 때 구성이나 설정을 수행하지 않고도 자동으로 사용 및 제어하는 것을 목적으로 하는 규격
• 마이크로 소프트사에 의해 제창
• 유니버설 플러그 앤 플레이 규격을 지원하는 기기를 네트워크에 접속시키면, 네트워크에 참가하기 위한 IP 주소를 취득하거나 자신의 기능을 네트워크상의 각 기기에 통보하는 것들이 자동으로 수행된다.

 

 

NAS

• Network Attached Storage의 약어
• 네트워크에 직접 연결해 사용하는 외부 기억 장치(스토리지)
• 네트워크로 모두와 공유하면서 사용할 수 있다.
• 네트워크를 통해 파일을 저렴하고 간단한 방식으로 공유할 수 있도록 한다.
• 내부에 여러 개의 하드 디스크를 내장하여 데이터의 손실이나 시스템 다운을 방지하기 위한 RAID 기능을 갖추고 있다.

 

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Reference

기타미 류지 ⌜그림으로 이해하는 네트워크 용어⌟