1. 정의
여러 대의 호스트를 연결하는 물리 계층의 네트워크 장비
출처: 위키피디아
2. 특징
- 전달받은 신호를 포트에 연결된 모든 다른 호스트들에게 그대로 재전달
- 반이중 모드로 통신
(1) 전달받은 신호를 포트에 연결된 다른 호스트들에게 있는 그대로 재전달
허브는 물리 계층의 장비여서 주소에 대한 개념이 없기 때문에 수신지를 특정하지 못한다.
따라서 받은 정보에 대해 어떠한 조작이나 판단을 하지 않고, 포트에 연결된 송신자 제외한 모든 호스트들에게 있는 그대로 재전달한다. 이후 각 호스트의 NIC가 해당 신호를 읽어들이고, 자신에게 온 메시지가 맞으면 받고 아니면 폐기한다. (NIC는 데이터-링크 계층의 장비라서 MAC 송수신지 특정이 가능하다.)
따라서 받은 정보에 대해 어떠한 조작이나 판단을 하지 않고, 포트에 연결된 송신자 제외한 모든 호스트들에게 있는 그대로 재전달한다. 이후 각 호스트의 NIC가 해당 신호를 읽어들이고, 자신에게 온 메시지가 맞으면 받고 아니면 폐기한다. (NIC는 데이터-링크 계층의 장비라서 MAC 송수신지 특정이 가능하다.)
(2) 반이중 모드 통신만 지원
A. 반이중 모드란?
1차선 도로처럼 송수신을 번갈아 가며 하는 통신 방식이다. 1차선 도로에서 왼쪽에서 차가 오면 오른쪽에서의 차가 들어올 수 없듯이, 반이중 모드에서 A가 B에게 송신중이면, B는 A에게 데이터를 보낼 수 없다.
B. 허브가 왜 반이중 모드?
'허브가 연결된 호스트들 사이에 교차로 역할을 하지 않을까?'
하는 의문이 들어서 허브가 반이중모드라는 것을 이해하지 못했다. 하지만 결론부터 말하자면
허브는 들어온 정보를 다른 모두한테 재전달하는 메가폰 역할밖에 하지 못한다.
위의 사진과 똑같이 중간에 허브는 서로를 이어줄 뿐 정보 판단 및 제어로서의 역할은 하나도 하지 못한다.
3. 허브의 태생적 문제: Collision
위와 같은 특징 때문에, 허브를 사용한 LAN 환경에서는 동시 정보 전송으로 인한 충돌(Collision) 현상이 필연적으로 나타난다.
충돌이 일어나면 동시에 전송된 신호가 서로 섞여 복원할 수 없게 된다. 결과적으로 초기 목적이었던 호스트간의 통신을 하지 못하며 네트워크 장애로 이어진다.
(1) 콜리젼 도메인
서로 충돌이 날 수 있는 네트워크의 범위를 콜리젼 도메인이라고 한다. 위의 그림에서 허브에 연결된 호스트 4개는 서로 충돌을 내어 콜리젼을 발생 시킬 수 있으므로 같은 콜리젼 도메인이다.
콜리젼 도메인이 클수록 불시에 여러 호스트가 정보를 동시 전송할 확률이 늘어나므로, 콜리젼 발생확률이 늘어난다.
(2) 해결 방법
- 허브를 L2 스위치로 교체하여 네트워크를 재구성한다.
- 기존 허브 네트워크를 유지하면서 CSMA/CD 프로토콜을 이용한다.
부록
A. 모르는 것 정리
허브의 다른 이름
: 이더넷 허브 혹은 리피터 허브라고도 불린다.
포트
: 케이블 커넥터와 연결할 수 있는 접합부
전이중 모드
: 양쪽에서 갈 수 있는 2차선 도로처럼, 동시 양방향 송수신이 가능한 통신 방식