홈네트워크 통신방법 : 개념적 설명 by accuram

겉에서 보는 네트워크는 랜선으로 연결해 놓은 것입니다. 가장 단순한 형태는 랜선 하나로 컴퓨터 두 대를 이어놓은 형태입니다. 세대 이상의 컴퓨터를 연결하기 위해 필요한 것이 '허브'라는 기기입니다. 화분에 키우는 식물 말구요, 공유기랑 매우 유사하게 생긴 네트워크 기기입니다. 

위 사진은 ipTime에서 판매했던 8포트 (스위치)허브입니다. 이 기기가 처리하는 것은, 한 포트로 전달되어온 통신 내용을 다른 포트로 전달하는 역할을 합니다. 만약 무식하게 모든 포트로 전달한다면 '허브'이구요, 똑똑하게 필요한 포트로만 전달하면 '스위치'라 부릅니다. 네트워크의 기술문서를 보면 레이어니 프로토콜이니 골치아픈 내용이 많습니다만, 개념적으로 설명하면, 허브는 거실같은 것 입니다. 사람들이 모여서 담소를 나누는 그 장소로 비유할 수 있습니다.

거실에서 사람들이 모여 담소를 나눌 때, 조용하다가 어느 순간 누군가가 말을 꺼냅니다. 다른 사람들은 이 말이 끝나기를 기다리다가, 또 다른 누군가가 말을 이어갑니다. 일종의 눈치게임이 벌어지는 것인데, 동시에 말하기 시작하면, 서로 멈추었다가, 약간의 눈치게임 후 다시 말을 이어갑니다. 이 때, 사람의 수가 늘어날 수록 눈치게임이 어려워지고, 여러사람이 동시에 말할 가능성이 높아져, 처음부터 다시 말을 해야 하는 경우가 늘어납니다. 즉 오버헤드가 늘어나 효율이 떨어지기 시작합니다.

네트워크 허브는 이러한 컴퓨터간 대화의 장을 전기적으로 제공하는 역할을 합니다. 각각의 컴퓨터는 모두 들을 수 있는 신호를 보내며, 자기를 지칭해 보내진 신호는 받아들이고, 그렇지 않은 신호는 들을 수 있지만 예의바르게 무시합니다. 그리고, 위의 경우와 동일하게 연결된 컴퓨터가 많으면 많을 수록 오버헤드가 증가하여 느려지게 됩니다. 어떻게 하면 이를 해결할 수 있을까요? 다시 사람의 경우를 살펴보죠.

거실의 사람이 많아지게 되면 자연스럽게 대화의 주제별로  소그룹이 생깁니다. 가장 극단적인 경우는 두 사람씩 소그룹이 형성되는 경우입니다. 즉 1:1통신이 되는 것입니다. 네트워크에 있는 컴퓨터사이에 이러한 1:1통신의 장을 만들어 주는 것이 '네트워크 스위치'입니다. '스위칭 허브'라고도 불립니다.  스위치라고 부르는 것은 1:1통신의 상대가 계속 바뀌기 때문입니다. 이 스위치를 통해 컴퓨터1과 컴퓨터2가 대량의 자료를 복사하고 있는 중에도 컴퓨터3는 느려짐 없이 인터넷을 사용할 수 있게 됩니다.

사람이 더 많아져서 거실이 붐비면 어떻게 될까요? 특히 민감한 주제가 있어서 다른 사람이 듣는 것이 싫어졌다면? 삼삼오오 방으로 들어가게 됩니다. 이제 거실에서의 대화와 방에서의 대화는 분리됩니다. 방 하는 이야기는 거실에서는 들을 수 없습니다. 반대로 거실에서 나누는 이야기도 공유되지 않습니다. 만약 방안에 있는 한사람이 거실의 다른 사람과 이야기해야 한다면, 그 사람은 방을 나와야 합니다. 

이러한 대화이 분리기능을 제공하는 것이 공유기 입니다. 공유기에 물려있는 컴퓨터간 통신 내용이 바깥으로 나가지 않게 하며, 마찬가지로 외부 통신 내용중 내부 컴퓨터와 무관한 것들이 집안으로 들어오지 않게 합니다. 전문용어로는 방화벽(Firewall)이라고도 합니다. 물론 컴퓨터가 인터넷을 사용하는 경우에는 내부에서 요청한 자료를 외부에서 받아오게 문을 열어줍니다. 역시 전문용어로는 중계기능(Router, NAT), 관문(Gateway)역할입니다.  네트워크 기술적으로는 좀더 복잡한 내용으로 설명 가능하겠습니다만, 가정용으로는 이정도로만 이해해도 충분합니다. 아래 그림은 국내 대표 공유기 업체중 하나인 ipTime의 공유기 예제입니다.



위 그림에서 WAN(Wide Area Network)라고 적힌 부분이 '방문'의 역할을 하며, LAN포트들은 앞에서 설명한 허브/스위치의 역할을 합니다.

홈네트워크를 사용하지 않고 인터넷 공유로만 사용하는 경우에는 이 공유기만 설치하면 충분합니다. 그런데, 아래 그림처럼 공유기로만 연결할 경우에, 공유기 끼리 방문이 닫혀져 버립니다. 그래서 한 공유기에 물린 컴퓨터와 다른 공유기에 물린 스마트TV는 서로 연결되기 어려운 상태에 있습니다.

'그러면 허브/스위치를 사용하면 되겠네?'라고 생각하신 분이 계시다면, 잘 이해하고 계신 것입니다. 여기까지 이해하셨다면, 이제 단자함, 공유기, 허브/스위치를 조합해서 홈네트워크를 설계해야 합니다. 다만, 이제까지 다뤄진 유선랜에 더해서 무선랜에 대해서도 이해가 필요하므로, 먼저 무선네트워크에 대한 설명을 하고 진행하도록 하겠습니다.

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