네트워크 기초

LAN과 WAN(1)

찌르렁 2020. 10. 27. 01:28

인터넷은 군사용으로 만들어진 아르파넷(ARPANet)에서 시작되었다. 아르파넷은 향후 인트라넷이 되었으며 인트라넷은 내부에서 외부로 나가는 것은 가능하지만, 외부에서 내부로 들어오는 것이 불가능하다. 향후 외부에서의 접근도 가능하고 내부에서 외부로 나가는 상호작용이 가능한 네트워크가 인터넷이 되었다.

 

Inter(상호) + net(네트워킹)

Internet

 

인터넷은 다시 두 가지로 나눌 수가 있는데, LAN과 WAN으로 나눌 수 있다. LAN은 "Local Area Network"의 약자로 근거리 통신망을 의미한다. WAN은 "Wide Area Network"로 장거리 통신망을 의미한다.

 

LAN WAN
Local Area Network Wide Area Network
 근거리 통신망 원거리 통신망

LAN

LAN에서 사용하는 케이블은 UTP 케이블이다. UTP는 "Unsheilded Twisted Pair"의 의미로, 보호되지 않는 꼬여 있는 쌍으로 되어 있는 케이블이다. UTP 케이블은 2가닥이 1쌍으로 꼬여있는 4개 쌍의 케이블로 총 8가닥의 핀 케이블이다. 그러나 해당 케이블에서 사용하는 핀 번호는 1, 2, 3, 6번만 사용한다.

 

UTP Cable

사용하지 않는 4개의 케이블이 존재하는 이유는 세상의 모든 케이블은 땅속이나 벽 속에 설치하는데, 케이블에 문제가 발생할 경우 벽을 허물거나 땅을 다시 파내야 하는 큰 공사로 이어질 경우가 많이 발생할 수 있다. 따라서 케이블은 문제가 생길 경우 자체적 백업이 이루어지도록 케이블을 쓰지 않아도 2배의 개수로 만들기 때문에 총 8가닥의 케이블로 만들어진 것이다. UDP 케이블은 100미터 이상 연결이나, 90도 각도로 3번 이상 꺾일 경우 연결이 불가능하다.

 

UTP 케이블은 총 8 핀이며 황색, 초록색, 파란색, 갈색으로 2개씩 존재한다. 2개씩인 것은 각각 "+"극, "-"극(양극, 음극)으로 이루어져 있기 때문이다. 1번과 2번은 송신 (Transmit) 포트이며, 3번 6번은 수신(Receive) 포트이다. +극과 -극을 구분하는 방법은 +극은 색깔에 흰색의 띠선이 둘러져 있으며, -극은 해당 색깔 전체로 이루어져 있다. UTP 케이블의 규격은 "T568A"와 "T568B"가 존재한다. 두 개의 속도 차이는 없으며, 단지 규격 방식의 차이만 존재한다. 현재는 T568B 방식을 많이 사용한다. 해당 규격 방식으로 "RJ45" 연결선에 넣는다. RJ45는 다음과 같다.

 

10Base-T Ethernet RJ45 Connectors

위의 사진과 같은 딸깍 소리가 나는 선에 8개의 핀을 연결하는데, 딸깍이가 있는 부분이 밑(땅)으로 향하게 두고 다음 규격들의 형태로 핀들을 연결한다.

 

T568A T568B
초띠 초, 주띠 , 파띠 , 갈띠 갈 주띠 주, 초띠 , 파띠 , 갈띠 갈

 

표를 보면 A와 B의 차이는 "서로 1, 2번과 3, 6번의 색이 반대이다."라는 것을 알 수 있다. 케이블의 양쪽 끝을 다른 규격으로 연결할 경우, 1, 2번의 색깔이 반대쪽의 3, 6번의 색깔로 이어질 것이다. 이를 반대 방향으로 꼬아서 제작한 케이블이라고 해서 "Cross-over cable"이라고 한다. 우리가 컴퓨터와 컴퓨터 또는 컴퓨터와 라우터를 연결할 때, 점선으로 연결한 것이 바로 이 케이블이다. 이 케이블은 1, 2번이 3, 6번으로 끝나고 3, 6번이 1, 2번으로 끝나도록 만드는 역할을 한다. 즉 송신이 수신으로, 수신이 송신으로 끝나게 하는 것이다. 이것은 "같은" 디바이스의 연결에 제작을 하여 사용한다. 여기서 서로의 디바이스를 구별하는 기준은 "IP를 쓰냐 안 쓰냐"의 차이이다. 같은 디바이스에 Cross-over cable을 사용하지 않으면 충돌이 일어난다. 즉 한쪽이 송신을 하면 한쪽은 송신이 아닌 수신으로 받아야 한다는 의미이다. 송신을 하는데 반대쪽에서는 송신을 하면 안 된다. 따라서 Cross-over 케이블로 연결을 하여 송신을 하면 수신을 할 수 있도록 반대로 연결하는 것이다.

 

Cross-Over Cable

반면에 태생이 서로 "다른" 디바이스는 꼬아줄 필요가 없어 양쪽을 서로 같은 규격으로 제작한 "Straight-Through Cable"을 사용하여 연결해 준다. 컴퓨터와 스위치, 컴퓨터와 허브를 연결할 때, 실선으로 연결한 선이 바로 이 선이다. 서로 다른 디바이스 간의 연결은 Cross-over Cable의 사용이 충돌을 유발할 것이다.

 

Straight-Trough Cable

Straight-Through Cable Cross-over Cable
T568A-T568A
T568B-T568B
T568A-T568B
T568B-T568A
"다른" 디바이스를 서로 연결 "같은" 디바이스를 서로 연결
실선 점선

구성 예시

UTP 말고 STP 케이블도 존재하는데, STP 케이블은 "Sheilded Twisted Pair"로 단순히 접지가 서로 간섭 현상이 일어나는 걸 막기 위해서 플라스틱으로 "+"자 모양으로 한 번 더 감싸 놓은 것을 말한다. 즉 Shilded라는 것은 하는 것은 연선으로 된 케이블 겉에 외부 피복, 또는 차폐재가 추가되는 것을 말한다(특별히 암호화 등이 되어 있는 케이블 같은 것을 말하는 것이 아님). 이것은 외부의 노이즈를 차단하거나 전기적 신호의 간섭을 대폭 줄여준다.


이더넷 통신 (Ethernet Connectors)

이더넷 통신을 할 때, UDP 케이블을 사용한다. 속도 단위를 "10T"를 사용한다. 10T는 미국 규격이며 2^11(2048)이다. 유럽은 10E이고 2^10(1024)이다. 유럽에서 인터넷 통신이 느린 이유는 속도 단위가 기본적으로 차이가 나서 그런 것이다. Ethernet 통신은 철 케이블로 통신한다. 그보다 빠른 FastEthernet 통신은 100T를 사용하며, 철보다 전기 전도가 좋은 구리를 사용한다. 이보다 더 빠른 1000T 또한 존재하는데 이는 금을 사용한다.

 

LAN (근거리 통신망)
종류 Ethernet FastEthernet GigaEthernet
케이블 재질 Iron Copper Gold
속도규격 10T ($2^{11}=2048$) 100T 1000T
10E ($20^{10}=1024$) - -

 

Ehternet 통신은 1:N으로 다중 통신이 가능하다는 장점이 있다. 이는 누군가가 인터넷을 사용 중 일 때, 다른 사용자가 생기면 기존 사용자의 통신이 끊어지지 않고 모두 통신이 가능하다는 것이다. 그러나 속도는 사용자만큼 감소한다 (1/N 속도).

 

속도를 증가시키기 위하여 Token-ring 방식이 존재한다. 링을 하나 구축해서 사용자끼리 돌아가며 사용하는 방식이다(수건 돌리기 방식). 현재 사용 중인 사용자(Token을 가지고 있는 사용자)는 온전한 속도(100%)로 사용이 가능하나 나머지 사람들은 사용이 불가능하다.

 

FDDI 방식은 "Fiber Distributed Digital Interface"의 약자로 이는 Token-ring과 유사하나 Token이 2개인 점이 차이점이다. 2개의 링이 존재하며 내부망과 외부망에서 토큰이 서로 반대 방향으로 순환한다. 총 2명이 사용자가 온전한 속도로 사용이 가능하다.

 

Ethernet 통신 Token-ring 통신 FDDI 통신