[네트워크] 허브, 스위치, 라우터 개념 정리 및 차이

 

 

 

 

 

📝 허브 (HUB)

 

허브는 물리적으로 연결된 호스트들을 감지하고 연결시킬 수 있다. 따로 보내려는 목적지의 MAC 주소를 학습하지 않기 때문에 보내려는 목적지의 호스트 뿐만 아니라 다른 호스트로도 데이터를 전송하는 브로드캐스트 방식으로 데이터를 전송한다. 따라서 대역폭이 낭비될 수 있다.

 

🔖 특징

 

▶️ 동작 방식

: 허브는 데이터 패킷을 수신하면 연결된 모든 포트로 데이터를 전송한다. 이를 브로드캐스트 방식이라고하며, 네트워크에모든 장치가 데이터를 수신하게 된다.

 

▶️  계층

: OSI 모델의 1계층, 물리계층에서 동작한다.

 

▶️  속도

: 대부분의 허브는 10Mbps 또는 100Mbps 속도를 지원한다.

 

▶️  보안 및 효율성

: 허브는 연결된 모든 장치로 데이터를 전송하기 때문에 네트워크 트래픽이 많아지면 충돌이 발생할 수 있고 보안 측면에서도 취약하다. 

 

 

🔖 장단점

 

▶️ 장점

 

1. 저렴함 : 허브는 가장 기본적인 네트워크 장비이기 때문에 비용이 저렴하다.

2. 간단한 설치 및 구성 : 허브는 설정이 거의 필요 없고, 연결하기만 하면 동작하기 때문에 네트워크 초보자에게 적절하다.

 

▶️ 단점

 

1. 비효율성 : 데이터를 모든 장치로 브로드캐스트하기 때문에 불필요한 트래픽이 발생하여 네트워크 성능이 저하된다.

2. 보안 취약 : 모든 장치가 동일한 데이터를 수신하므로, 데이터를 쉽게 도청할 수 있다.

3. 충돌 도메인 : 모든 장치가 동일한 충돌 도메인에 속해있어, 네트워크 충돌이 발생할 확률이 높다. 특히) 네트워크 트래픽이 많아질수록 충돌이 빈번하게 발생한다. 

 

 

🔖 사용 예시

 

과거에는 소규모 네트워크, 즉) 몇 대의 컴퓨터를 간단히 연결할 때 사용되었지만, 현재는 스위치로 대체되는 경우가 많다.

 

 

 

📝 스위치 (SWITCH)

 

스위치는 특정한 호스트를 감지하고 연결시킬 수 있다. MAC 주소를 학습하기 때문이다. 즉) 원하는 호스트로만 데이터를 보낼 수 있기에 대역폭의 낭비를 줄일 수 있어 Hub보다 Switch가 더 선호되고 있다.

 

 🔖 특징

 

▶️ 동작 방식

: 스위치는 MAC 주소를 기반으로 데이터를 특정 장치에만 전송한다. 스위치는 처음에는 데이터를 브로드캐스트하지만, 각 장치의  MAC 주소를 학습한 후에는 해당 장치로만 데이터를 전달한다.

 

▶️ 계층

: OSI 모델의 2계층, 데이터링크에서 동작하지만, 일부 고급 스위치는 3계층, 네트워크 계층 기능도 제공한다. 

 

▶️ 속도

: 일반적으로 100Mbps, 1Gbps, 또는 그 이상의 속도를 지원한다.

 

▶️ 보안 및 효율성

: 스위치는 허브보다 훨씬 효율적이며, 네트워크 충돌이 발생한 가능성이 적다. 또안 보안적으로도 개선된 환경을 제공한다. 

 

 

🔖 장단점

 

▶️ 장점

 

1. 효율성 : 스위치는 데이터 패킷을 특정 장치로만 전송하므로, 네트워크 트래픽이 최적화되고 충돌이 줄어든다.

2. 보안 향상 : 특정 장치로만 데이터를 전송하므로 데이터 도청의 위험이 줄어든다.

3. 확장성 : 스위치는 여러 개의 포트를 지원해 네트워크를 확장하기 용이하다.

4. 속도 : 대부분의 스위치는 1Gbps 이상의 고속 데이터를 전송을 지원하여, 빠르고 안정적인 네트워크를 구성할 수 있다.

 

▶️ 단점

 

1. 비용 : 허브에 비해 상대적으로 비싿.

2. 설치 및 관리 복잡성 : 스위치의 고급 기능을 활용하려면 네트워크 설정과 관리에 대한 지식이 필요할 수 있다.

 

 

 🔖사용 예시

 

▶️ 사무실 네트워크 ,가정용 네트워크

 

 

 

📝 라우터 (Router)

 

이러한 허브와 스위치는 내부 네트워크(LAN) 수준에서 사용된다. 하지만 외부 네트워크와 통신하려면 IP가 필요하다. 허브와 스위치는 MAC 주소만 읽을 수 있을 뿐 IP 주소를 읽지 않는다. 따라서 인터넷이 형성되려면 라우터가 필요하다.

 

라우터는 IP 주소를 바탕으로 한 네트워크에서 다른 네트워크로 데이터를 라우팅하거나 전달하는 장치이다. 라우터로 데이터 패킷이 수신되면, 자체 네트워크 용인지 혹은 외부 네트워크 용인지 IP 주소를 검사한다. 전자일 경우 수신(그냥 읽기만 하는 정도) 후자일 경우 라우터로(다른 네트워크) 보낸다. 이러한 라우터는 게이트웨이(Gateway)라고 할 수 있다.

 

 

 🔖특징

 

▶️ 동작 방식 : 라우터는 IP 주소를 기반으로 데이터를 라우팅한다. 목적지 네트워크에 데이터를 전달하기 위해 최적의 경로를 결정한다. 

 

▶️ 계층 : OSI 모델의 3계층 , 네트워크 계층에서 동작한다. 

 

▶️ 속도 : 라우터의 성능은 지원하는 속도와 동시에 처리할 수 있는 데이터 패킷의 양에 따라 다르다.

 

▶️ 보안 및 효율성 : 라우터는 네트워크 간의 트래픽을 관리하며, 네트워크 방화벽이나 NAT(Network Address Translation) 같은 보안 기능을 제공한다. 

 

 

 

🔖 장단점

 

▶️ 장점

 

1. 네트워크 간 연결 : 라우터는 로컬 네트워크(LAN)를 인터넷과 같은 광범위한 네트워크(WAN)에 연결한다.

 

2. 보안 기능 : 라우터는 방화벽, NAT, VPN 등 다양한 보안 기능을 제공하여 외부 공격으로부터 네트워크를 보호한다.

 

3. 동적 라우팅 : 라우터는 최적의 경로를 자동으로 선택하여 데이터를 전송한다. 네트워크의 변화에 따라 경로를 자동으로 조정할 수 있다.

 

4. QoS(Quality of Service) : 특정 트래픽에 우선순위를 부여하여 네트워크 성능을 최적화할 수 있다.

 

▶️ 단점

 

1. 비용 : 라우터는 허브나 스위치에 비해 비용이 더 많이 든다. 

 

2. 설치 및 관리 복잡성 : 라우터 설정은 복잡할 수 있으며, 특히 보안 설정을 올바르게 구성해야 한다.

 

3. 속도 제한 : 라우터의 성능은 처리할 수 있는 트래픽의 양과 속도에 따라 제한된다. 저성능 라우터는 고속 인터넷 연결을 제대로 활용하지 못할 수 있다.

 

 

 🔖사용 예시

 

 ▶️가정용 인터넷 : wifi가 대표적인데 이 라우터는 ISP(인터넷 서비스 제공자)와 집 안의 다양한 장치 간에 데이터를 라우팅한다. 

 

 ▶️ 기업 네트워크 : 기업에서 사내 네트워크와 인터넷 또는 여러 지사 간의 네트워크를 연결하는데 사용된다. 

 

 

 

 

---

 

 

 

[참고]

 

 

허브, 스위치, 라우터의 차이