NIC, 케이블과 커넥터, 허브, 스위치, 라우터, 로드밸런서, 보안 장비, 기타등등을 알아보겠다.
흔히 랜카드라고보도 불리는데 부품의 정식 명칭은 NIC이고 이외에도 NC, Network Interface Controller 등등으로 불림.
네트워크 인터페이스 카드는 컴퓨터를 네트워크에 연결하기 위한 하드웨어 장치다.
NIC의 주요 역할은 다음과 같다.
- Serialization: 전기적 신호를 데이터 신호로 또는 반대로 변경하는 작업을 진행한다. 외부 케이블에서 전기 신호 형태가 전송되는데 이런 상호 변환 작업을 담당한다.
- MAC 주소: 네트워크 인터페이스는 mac주소를 가지고 있다. 받은 패킷의 도착지 주소가 mac주소가 아니면 폐기하고 맞으면 시스템 내부에서 처리가 되도록 전달한다.
- Flow Control: 패킷 기반 네트워크에서 다양한 통신이 가능하나 하나의 채널을 이용하므로 이미 통신중인 데이터 처리 때문에 새로운 데이터를 받지 못할 수 있다. 이러한 현상을 방지하고자 상대방에게 통신 중지를 요청하고 이를 흐름제어라고 한다.
트위스티드 페이 케이블, 동축 케이블, 광케이블 등이 있는데 가장 많이 사용되는 이더넷 방식으로 사용되기 위한 케이블 중심으로 대중적으로 많이 사용되는 표준은 3가지다\
- 1,000BASE-T / 10GBASE-T: 트위스티드 페이 케이블을 이용하는 이더넷 표준
- 1,000BASE-SX / 10GBASE-SR: 멀티보드 광케이블을 사용하고 비교적 짧은 거리를 보낼 수 있는 이더넷 표준
- 1,000BASE-LX / 10GBASE-LR: 싱글모드 광케이블을 사용하고 비교적 긴 거리로 보낼 수 있는 이더넷 표준
기가비트 이더넷 표준 중 하나인 1,000BASE-T로 명칭을 설명하면, 앞 숫자 1000은 속도(1000Mbs)를 나타내고 중간문자는 채널 종류에 대한 것으로 Base는 단일채널을 의미한다. Broad는 다채널을 나타내는 것이고, 마지막 문자 T는 트위스티드 페어 케이블을 나타낸다. 정리하면 "속도 + 채널 - 케이블 타입" 형식으로 이름이 지어져있다.
케이블은 물리적으로 본체, 커넥터, 트랜시버와 같은 여러 요소들로 나뉘고 본체는 트위스티드 페어, 동축, 광케이블로 나뉘며 케이블 본체 종류에 따라 커넥터 트렌시버 종류들이 다 달라진다. (세개 다 합쳐진 형태도 있음)
여기중에서 가장 흔히 사용되는게 트위스티드 페어 케이블인데 TP케이블은 쉴드를 장착한 STP/FTP 케이블 종류와 쉴드가 없는 UTP 케이블이 있고 이 케이블을 컴퓨터나 서버에 있는 랜포트에 끼우면 네트워크가 연결된다.
- 동축 케이블: TV와 연결할 대 구꺼운 검정 케이블과 같은 종류로 고가로 잘 사용되지 않고 tv, internet연결을 위해 사용되어 왓다 최근 10g이상 고속연결을 위한 트랜시버 통합 DAC 케이블을 많이 사용한다.
- 광 케이블: 다른 구리선 UTP, 동축보다 신뢰도가 높고 더 먼 거리까지 통신할 수 있어 높은 대역폭, 먼거리 통신 네트워크 장비간에 많이 사용된다.
- 싱글모드: 먼 거리를 지원하고 굵기가 매우 가늘고 레이저 신호다
- 멀티모드: 굵은 케이블로 광원으로 LED를 사용한다.
커넥터는 케이블의 끝부분으로 네트워크 장비나 카드에 연결되는 부분으로 TP케이블에서는 RJ-45 커넥터를 사용하지만 광케이블은 다양한 커넥터가 있다.
트랜시버는 다양한 외부 신호를 컴퓨터의 내부 전기 신호로 바꾼다. GBIC, SPF, SPF+ 같은 상위 표준이 나왔지만 트랜시버 전체를 GBIC이라 부르기도 한다. 광케이블 말고도 TP페어 케이블도 수용할 수 있는 트렌시버를 GLC-TE라고 부른다.
케이블과 동일한 1계층에서 동작하는 장비로 허브는 거리가 멀어질 수록 줄어드는 전기 신호를 재생성 해주며 HUB라는 용어 그대로 여러 대의 장비를 연결할 목적으로 사용된다.
허브는 단순히 들어온 신호를 모든 포트로 내보내 네트워크에 접속된 모든 단말이 경쟁하게 되므로 네트워크 성능이 줄어드는 문제가 있고 패킷이 무한순환해 네트워크 장애 문제가 발생할 수도 있으므로 네트워크 구성에는 거의 사용되지 않는다.
허브와 동일하게 여러 장비를 연결하고 통신을 중재하는 2계층 장비로 허브와 스위치는 내부 동작 방식은 다르지만 여러 장비를 연결하고 케이블을 한곳으로 모아주는 역할은 같으므로 허브라는 용어를 공통적으로 사용하기도 한다.
스위치 허브의 역할과 통신을 중재하는 2가지 역할을 모두 포함한 스위칭 허브로도 불린다.
단순히 전기신호를 재생성해 모든 포트에 보내지만 스위치는 MAC 주소를 이해할 수 있어 목적지 MAC 주소의 위치를 파악하고 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보낸다. (허브와의 대표적인 차이점)
3계층에서 동작하며 먼 거리로 통신할 수 있는 프로토콜로 변환해주는 장치다.
라우터는 원격지로 쓸데없는 패킷이 전송되지 않도록 브로드캐스트와 멀티캐스트를 컨트롤하고 불분명한 주소로 통신을 시도하면 버린다.
정확한 방향으로 패킷이 전송되도록 경로를 지정하고 최적의 경로로 패킷을 포워딩한다.
ping-pong 하면서 패킷들을 옮기며 TTL을 설정해 패킷이 특정 횟수 이상 움직이면 경로를 찾지못함으로 판단하고 무한 순환문제를 방지할수도 있다.
주로 4계층에 동작하며 포트 주소를 확인하는 동시에 ip 주소를 변경할 수 있다. 로드 밸런서가 많이 사용되는 서비스는 웹이다.
애플리케이션 관련 7계층 로드밸런서를 ADC(Application Delivery Controller)라고도 부르고, L4스위치라고 부르는 네트워크 장비도 로드 밸런서의 한 종류다.
스위치처럼 여러 포트를 가지고 있으면서 로드 밸런서 역할을 하는 장비를 지칭한다고 할 수 있다.
정확한 정보 전달에 초점이 맞추어진 대부분의 네트워크 장비들과 다르게 보안 장비는 정보를 잘 제어하고 공격을 방어하는데 초점이 맞춰져있다.
일반적으로 가장 유명한 보안 장비는 방화벽으로 방화벽은 OSI 7계층 중** 4계층에서 동작해 방화벽을 통과하는 패킷의 3, 4계층 정보를 확인하고 패킷을 정책과 비교해 버리거나 포워딩**한다.
거의 모든 가정에서 회사에서 사용하는 공유기는 2계층 스위치, 3계층 라우터, 4계층 NAT과 간단한 방화벽기능을 한곳에 모아놓은 장비다.
모뎀은 짧은 거리를 통신하는 기술과 먼 거리를 통신할 수 있는 기술이 달라 이를 변환시켜주는 장치다.
공유기의 LAN, WAN 포트 모두 일반 이더넷이여서 100m이상 먼 거리로 데이터를 보내지 못하므로 먼 거리 통신이 가능한 기술로 변경해주는 모뎀이 필요하다
기가 인터넷의 경우 대부분 FTTH 모뎀이 필요하고, 동축 케이블 인터넷은 케이블 모뎀, 전화선을 사용할경우 ADSL, VDSL 모뎀을 사용한다.