Network : Network Layer : Connecting LANs

이번 posting 에서는 LAN을 어떻게 연결하고, 어떤 장비를 쓰는지에 대해 적을 예정이다.

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1. Connecting Device

Connecting을 도와주는 Device는 정말 여러가지이다.

 

• Passive Hub
• Active Hub
• Bridge
• Two Layer Switches
• Routers
• Three-Layer Switches
• Gateways

categories of connecting device

 

1.1. Passive Hub

특징

- 단지 connector 역할만 한다.

- 다른 branch 들과 wire로 물리적으로만 연결을 해준다.

- 이런 type의 hub는 physical layer만 해당되며, 연결을 도와주는 media에 해당한다.

 

1.2 Repeater

특징

- LAN의 segment들을 연결해준다.

- physical layer에 해당한다. (signal만 건드림)

- filtering 이 아닌, signal을 다시 재조합, 재생성해준다.

 

Repeater

 

1.3 Active Hub

특징

passive hub + repeater

 

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Hub의 단점은 한 node가 신호를 보내고 있다면, 다른 node는 쓰지 못한다.

이를 보완하기 위해 Bridge라는 모델이 나왔다.

 

bridge는 Data link layer 까지 확장하여, Bridge table을 생성한 후, 각 node들의 MAC 주소와 그들이 bridge에 연결되어있는 port 번호를 입력한다.

 

1.4 Bridge

특징

- Bridge는 physical layer와 data link layer를 동시에 이어주는 역할을 한다.

- physical layer 역할로써, signal을 증폭 및 재생성한다.

- data link layer 역할로써, physical (MAC) 주소를 체크한다.

- 두 개의 LAN을 이어준다.

 

LAN을 잇는 bridge

- 여기서 LAN들은 Bus Topology로 이루어져있는 것을 볼수가 있다. Bridge Table 을 보면, MAC주소가 적혀 있고, Local Area Network를 이어주는 역할을 한다. 또한 MAC 주소들이 Bridge의 어느 port 번호에 연결되어있는지 확인이 가능하다.

 

Bridge Table 채우는 방법

 

Bridge의 table을 채우는 방법

- Learning : 처음에 bridge table에는 아무 정보가 없다가, frame을 보내면, frame을 보냈던 MAC 주소와 bridge의 연결된 port 번호를 적어둔다.

- Flooding : 통신하기 위해 도착지점을 묻는 Broadcast를 해서 찾아낸다.

- Fowarding : bridge가 data를 전달한다.

- filtering : A가 B와 통신을 한다고 할 때, bridge가 1번 포트를 제외한 2,3번 포트를 막아두는 기능을 한다.

 

 

Loop Problem

Loop Problem

Bridge는 Hub의 동시에 data를 보내는 것이 힘든 부분에 대한 문제는 해결해주었으나,

위의 그림을 보면, A에서 D로 보내는 과정일 때, Bridge Table에 D에 대한 정보가 없기 때문에, 매번 Broadcast를 통해서 보내게 되니 hop의 수가 많아짐을 알 수 있다. 이를 방지하기 위해 최소신장트리인 Spanning Tree를 도입. hop수를 최대한 줄였다.

 

Cf ) Swtich

Switch는 bridge의 collision domain을 줄여주는 기능을 보완한 도구이다.

 

Bridge

bridge의 collision domain을 살펴보면 반반 나뉜것을 확인할 수 있다.

 

switch

bridge와 비교하여 switch의 collision domain을 보았을 때, n개의 port가 있어 개별적으로 collision domain이 형성됨을 알 수 있다.

 

 

1.5 router

Hub, Bridge, Switch 들은 오로지 physical 한 주소만을 보고 보냈다면, 

Router는 Logical한 주소, IP 주소 기반으로 packet들을 보낸다.