허브 vs 스위치: 차이점은 무엇인가요?

 

Hub vs Switch, 혼란스러우신가요? 네트워킹 요구 사항에 스위치와 허브 중 어느 것이 더 나은지 궁금하신가요? 당신만 그런 것은 아닙니다. Hubs와 Switches 는 종종 같은 의미로 사용되지만, 두 가지 매우 다른 장치를 가리킵니다. 이 글에서는  switches와 hubs의 차이점을 살펴보며 네트워크에 어떤 것이 올바른 선택인지 판단하는 데 도움을 드리겠습니다. 그럼 Switch vs Hub의 세계로 들어가 보겠습니다.

 

네트워크 허브란 무엇입니까？

네트워킹에서 허브의 정의

이더넷 허브는 여러 포트로 구성된 네트워킹 장치이며, 각 포트는 하나의 이더넷 케이블에 연결됩니다.

 

네트워크 허브는 물리 계층, 즉 OSI 모델. 데이터 링크 계층에서 작동하는 스위치와 달리,  허브는 이를 통해 데이터를 송수신하는 여러 장치를 연결합니다. 허브는 4, 8, 16포트 허브와 같은 다양한 변형으로 제공되는 멀티포트 리피터이며, 장치의 문제를 표시하는 등의 추가 기능을 제공합니다. 모든 네트워크 장비 간의 중앙 연결 역할을 하는 이더넷 허브는 프레임이라는 데이터 유형을 처리하고 연결된 장치 간 데이터 전달을 가능하게 합니다. 허브는 Ethernet, Firewire 또는 USB 연결을 기반으로 할 수 있습니다.

 

네트워크에서 허브는 어떤 역할을 하나요？

허브는 수동 도관처럼 작동하여 한 포트의 장치에서 데이터 신호를 수신하고, 소스 포트를 제외한 다른 모든 포트로 이를 브로드캐스트합니다. 이러한 목적으로 테이블을 유지하는  스위치와 달리, 데이터를 분석하거나 조작하지 않으며 특정 프레임을 식별하거나 어디로 전달할지 결정하는 기능이 없습니다. 그 결과 네트워크 트래픽이 혼잡해지고 성능이 저하될 수 있으며, 특정 순간에는 하나의 장치만 전송할 수 있습니다.

 

Ethernet 허브 장치는 다음 기본 단계를 따릅니다:

 

데이터 전송

네트워크의 장치가 다른 장치로 데이터를 보내려고 하면, 해당 데이터를 허브로 보냅니다.

 

방송

네트워크 허브는 모든 포트로 데이터를 전송하여 연결된 다른 모든 장치에 데이터를 브로드캐스트합니다.

 

데이터 수신

수신 장치는 허브에서 데이터를 수신하고 이를 처리합니다.

 

데이터 충돌

두 대 이상의 장치가 동시에 허브로 데이터를 전송하려고 하면 데이터가 충돌하여 어떤 장치도 데이터를 수신할 수 없습니다.

 

이더넷 허브의 장점

허브의 이점이 궁금하신가요? 허브의 주요 이점은 다음 5가지입니다

 

연결성 

허브의 주요 목적은 네트워크 연결을 원활하게 하여 클라이언트가 서로 연결하고 통신할 수 있도록 하는 것입니다. 허브는 이러한 기능을 구현하기 위해 네트워크 프로토콜 분석기를 활용합니다.

 

장치 지원 

Ethernet 허브는 중앙 허브를 통해 다양한 유형의 미디어를 동시에 연결할 수 있는 기능을 갖추고 있습니다. 연결된 장치가 서로 다른 속도로 작동하더라도 허브는 이를 수용하고 지원할 수 있습니다.

 

성능 

허브는 네트워크 성능에 미치는 영향이 최소화된 것으로 알려져 있습니다. 이는 전체 네트워크에 제한적인 영향을 미치는 브로드캐스트 운영 모델 때문입니다.

 

영역 커버리지 

네트워크의 커버리지 영역은 거리로 인해 제한되는 경우가 많습니다. 하지만 네트워크 허브는 네트워크의 도달 범위를 확장하여 더 넓은 영역에서의 통신을 더욱 쉽고 편리하게 만들어 줍니다.

 

비용 

스위치와 비교할 때, 허브는 훨씬 더 저렴합니다. 이는 주로 더 단순한 설계 때문입니다. 결과적으로 허브를 사용하면 비용을 절감할 수 있으며, 시장에서 널리 구할 수 있습니다.

 

허브의 한계

다음 사항은 허브의 단점입니다

 

충돌 도메인 

허브 기반 네트워크의 충돌 도메인은 충돌이 발생하기 쉬우며, 이는 패킷 전송을 방해하고 네트워크 효율 저하로 이어질 수 있습니다.

 

반이중 모드 

네트워크 허브는 반이중 모드로 작동하는 데 제한되며 전이중 통신을 지원할 수 없습니다. 반이중 모드에서는 한 번에 한 방향으로만 데이터를 전송할 수 있으므로, 허브가 송신 모드와 수신 모드 사이를 지속적으로 전환해야 합니다.

 

사양 

허브는 연결된 모든 장치 간에 데이터를 공유해야 하므로 토큰 링 네트워크와 같은 대규모 네트워크에는 적합하지 않습니다. 이러한 제한은 특정 네트워크 사양과의 호환성을 제한합니다.

 

네트워크 트래픽 

허브는 브로드캐스트 특성으로 인해 네트워크 트래픽 증가에 기여합니다. 패킷이 수신되면 연결된 모든 장치로 브로드캐스트되어 네트워크 혼잡이 증가합니다.

 

대역폭 낭비 

이더넷 허브는 각 장치에 전용 대역폭을 제공하지 않으므로, 연결된 장치 간에 대역폭이 공유됩니다. 대량의 데이터가 전송될 때 사용 가능한 대역폭이 몇몇 장치에 의해 점유되어 다른 장치의 네트워크 속도가 느려질 수 있습니다.

 

네트워크 스위치란 무엇인가요?

스위치를 어떻게 정의하나요？

 

A 스위치, 네트워킹의 맥락에서, 수신 데이터 패킷을 처리하고 근거리 통신망(LAN) 내의 의도된 목적지로 전달하는 효율적인 장치입니다. 허브와 달리 네트워크 스위치는 OSI 모델의 데이터 링크 계층(계층 2) 또는 네트워크 계층에서 작동하므로 다양한 패킷 프로토콜을 지원할 수 있습니다. 경우에 따라 계층 2 스위치는 네트워크의 노드 또는 세그먼트 간에 데이터 패킷을 포함하는 프레임 전송을 용이하게 하므로 브리지라고도 합니다. 본질적으로 스위치는 LAN 내에서 트래픽 컨트롤러 역할을 하며, 데이터 단위(프레임)가 네트워크의 한 영역에서 다른 영역으로 이동할 때 그 경로를 결정합니다.

 

Ethernet 스위치는 무엇을 합니까?

스위치를 사용하면 A가 B에게 메시지를 보낼 때, 메시지가 연결된 모든 장치로 브로드캐스트되는 허브와 달리 B만 메시지를 수신합니다.

 

스위치가 어떻게 작동하는지 궁금해 본 적이 있나요? 다음 내용에서 답을 제공합니다

 

패킷 수신

이더넷 스위치는 데이터 링크 계층에서 작동하며 IP 주소가 있는 장치로부터 패킷을 수신합니다. 이러한 패킷은 이더넷 프레임 내에 캡슐화됩니다.

 

캡슐화

네트워크를 통해 IP 패킷을 전송하기 위해 캡슐화가 이루어지며, 이 과정에서 패킷의 앞뒤에 추가 비트가 더해집니다.

 

식별 데이터 처리

Ethernet 프레임은 헤더에 출발지 및 목적지 MAC 주소를 포함한 중요한 식별 정보를 포함합니다. 프레임이 Ethernet 스위치에 도달하면, 스위치는 이 정보를 읽고 프레임을 전달할 적절한 포트를 결정하여 의도한 목적지에 도달하도록 합니다.

 

패킷 전송

 

이더넷 프레임이 대상 장치에 도달하면, 대상 장치에서 이를 수신하고 추가 처리를 위해 프레임에서 패킷을 추출합니다.

 

Ethernet 네트워크 스위치의 장점

네트워크 스위치는 기존 허브에 비해 수많은 장점을 제공하며 현대 네트워킹 시스템에서 중요한 구성 요소가 되었습니다.

 

향상된 네트워크 대역폭

스위치는 네트워크의 사용 가능한 대역폭을 늘려 더 빠른 데이터 전송과 향상된 네트워크 성능을 가능하게 합니다.

 

호스트 PC의 작업 부하 감소

스위치는 네트워크 트래픽을 효율적으로 관리하여 개별 호스트 PC의 처리 부담을 덜어 주고, 해당 리소스를 다른 작업에 사용할 수 있게 합니다.

 

향상된 네트워크 성능

스위치는 별도의 충돌 도메인을 생성하여 여러 장치 간의 동시 통신을 가능하게 합니다. 이를 통해 네트워크 혼잡이 줄어들고 전반적인 네트워크 성능이 향상됩니다.

 

프레임 충돌 감소

스위치를 사용하는 네트워크에서는 프레임 충돌이 더 적게 발생합니다. 이는 스위치가 각 연결에 전용 충돌 도메인을 생성하여 간섭 없이 효율적인 데이터 전송을 보장하기 때문입니다.

 

워크스테이션에 대한 직접 연결

스위치는 워크스테이션에 직접 연결할 수 있어 각 장치에 직접적이고 전용 연결을 제공합니다. 이를 통해 워크스테이션과 네트워크 간의 통신이 더 빠르고 안정적으로 이루어집니다.

 

스위치의 한계

네트워킹 환경에서의 유용성에도 불구하고, 스위치에는 인정해야 할 특정 한계도 있습니다.

 

더 높은 비용

스위치는 일반적으로 네트워크 브리지에 비해 더 비싸며, 이는 네트워크 인프라 예산을 책정할 때 고려해야 할 요소가 될 수 있습니다.

 

연결 문제 해결의 어려움

네트워크 연결 문제가 발생하면 스위치 내부에서 문제의 원인을 식별하고 추적하는 것이 다른 네트워크 구성 요소에 비해 더 어려울 수 있습니다.

 

브로드캐스트 트래픽 과제

스위치는 브로드캐스트 트래픽을 연결된 모든 장치로 전달하므로, 네트워크 혼잡이 증가하고 네트워크 성능에 영향을 미칠 수 있습니다.

 

보안 공격에 대한 취약성

스위치가 무차별 모드로 구성되어 있거나 적절한 보안 조치가 없으면 IP 주소 스푸핑 또는 이더넷 프레임의 무단 캡처와 같은 보안 공격에 취약할 수 있습니다.

 

멀티캐스트 패킷 처리

스위치는 멀티캐스트 패킷을 효과적으로 처리하기 위해 특정 설계 및 구성 고려 사항이 필요하며, 이는 네트워크 설정에 복잡성을 더할 수 있습니다.

 

브로드캐스트 제어의 제한 사항

스위치는 브로드캐스트 트래픽을 제한하는 데 도움이 될 수 있지만, 네트워크 내에서 브로드캐스트 트래픽을 관리하고 제어하는 데 있어 라우터만큼 효율적이지는 않습니다.

 

허브와 스위치의 차이

아래 표는 스위치와 허브 간의  을 설명합니다

 

 

결론

허브와 스위치 요약: 허브는 단순하고 비용 효율적이지만, 스위치는 성능, 확장성 및 보안 면에서 더 우수합니다. 특정 네트워크 요구 사항에 따라 적절한 장치를 선택함으로써 기업은 데이터 전송을 최적화하고, 충돌을 최소화하며, 전반적인 네트워크 성능을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 스위치와 허브를 비교할 때, 현대 네트워크에서는 스위치가 선호되는 선택임이 분명합니다.