[Network] 허브와 스위치
3줄 요약
허브는 물리 계층 장비로 단순히 수신된 데이터를 모든 포트에 전송함
스위치는 데이터 링크 계층 장비로 MAC 주소 기반으로 포트 지정 전송 가능
스위치는 충돌 방지와 VLAN 등 고급 기능을 제공하며 효율적인 통신을 가능하게 함
💻 컴퓨터 네트워크 시리즈
이 시리즈는 『혼자 공부하는 네트워크』 (강민철 저)
+ 인프런 강의를 기반으로 개인적으로 복습 및 정리한 기록입니다.
📌 허브 (Hub)
📎 정의
- 물리 계층의 대표적인 장비 (Layer 1)
- 여러 대의 호스트를 연결하는 장치 (리피터 허브, 이더넷 허브 등)
📎 특징
- 모든 포트로 정보 전송
- MAC 주소 개념 없음 → 받은 정보는 판단 없이 전 포트로 전송
→ 데이터 링크 계층에서 패킷의 MAC 주소를 확인하고 관련이 없다면 폐기 - 불필요한 트래픽 증가
- MAC 주소 개념 없음 → 받은 정보는 판단 없이 전 포트로 전송
- 반이중 통신 (Half-Duplex)
- 송수신을 번갈아 수행 (무전기처럼)
- 1차선 도로처럼 송수신 중 하나만 가능
- cf) 전이중 통신(Full-Duplex: 전화기처럼)과 대비됨
🔃 충돌(Collision)
- 허브에 연결된 호스트가 동시에 송신 → 충돌 발생
- 콜리전 도메인: 충돌이 발생할 수 있는 영역
- 콜리전 도메인이 크면 충돌 확률 증가 → 성능 저하
🔧 해결책
- CSMA/CD: 충돌 감지 후 재전송을 위한 이더넷 프로토콜
- 스위치 등 상위 계층 장비 사용 → 충돌 방지
💡 참고: 리피터(Repeater)
- 허브와 유사한 물리 계층 장비
- 신호 증폭을 통해 거리 확장 가능
📌 스위치 (Switch)
📎 정의
- 데이터 링크 계층 장비 (Layer 2) → L2 스위치
- MAC 주소 기반으로 프레임을 목적지 포트에만 전송
- 전이중 통신 지원 → 충돌 방지
📎 주요 기능
- MAC 주소 학습 (Learning)
- 프레임 내 송신 MAC 주소와 포트를 기억
- 목적지 MAC 주소가 등록된 포트로만 전송 (필터링 & 포워딩)
- 에이징 (Aging)
- 일정 시간 동안 활동 없는 MAC 주소는 테이블에서 삭제
- VLAN (Virtual LAN)
- 가상의 LAN을 구성하여 트래픽 분리 및 보안 강화
- 브로드캐스트 도메인을 논리적으로 분할
🔍 MAC 주소 테이블
- 포트 ↔ MAC 주소 간의 연관 정보를 저장
- 플러딩: 목적지 주소 미확인 시 모든 포트로 전송
- 학습된 후에는 특정 포트로만 전달 → 효율 향상
🌐 VLAN 유형
- 포트 기반 VLAN: 포트 번호로 VLAN 구분
- MAC 기반 VLAN: MAC 주소로 VLAN 구분
💡 참고: 브리지(Bridge)
- 스위치와 유사한 데이터 링크 계층 장비
- 네트워크 세그먼트 구분, 충돌 도메인 분리
- 최근에는 스위치가 주로 사용됨
✅ 마무리 정리
- 허브: 단순 전기적 중계 장비, 반이중, 충돌 발생률 높음
- 스위치: 지능형 장비, 전이중 통신, 충돌 도메인 분리, VLAN 등 고급 기능 탑재
네트워크 환경에서는 허브보다 스위치가 훨씬 더 효율적이며 안정적인 구조를 제공
📚 참고 자료
- 『혼자 공부하는 네트워크』 - 강민철 저
- 인프런 강의 - 혼자 공부하는 네트워크 기반 강의
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