अपडेट किया गया 1 माह पहले
네트워크 허브는 모든 사람이 소리쳐야 하고 모든 사람이 들어야 하는 공간이다—설령 그 대화가 자신과 전혀 관계없을 때조차.
장치 A가 허브를 통해 장치 B에 데이터를 보내면, 장치 C, D, E도 그것을 듣는다. 이들은 모든 메시지를 검사하고, 자신을 위한 것이 아님을 확인한 뒤 버려야 한다. 허브는 그 이상을 알지 못한다. 전기 신호를 받아 나머지 모든 포트로 반복해서 내보내는 것—그것이 허브가 할 줄 아는 전부다.
이 단순함이 허브를 저렴하게 만들었다. 동시에 형편없게도 만들었다.
충돌 문제
사회자 없이 한 번에 한 사람만 말할 수 있는 회의실을 상상해보라. 두 사람이 동시에 말을 시작하면 두 메시지 모두 뒤섞여 버린다. 모두가 멈추고, 무작위 시간 동안 기다렸다가, 다시 시도해야 한다.
그것이 허브다. 모든 장치가 단일 충돌 도메인을 공유한다. 두 장치가 동시에 전송하면 서로의 신호를 망가뜨린다. 장치를 더 추가하거나 트래픽이 증가할수록 충돌은 배가된다. 성능은 선형적이 아니라 파국적으로 저하된다—트래픽이 많은 허브는 데이터를 실제로 전송하는 시간보다 충돌에서 회복하는 시간을 더 많이 쓸 수 있다.
이것이 허브가 반이중(half-duplex) 방식으로 동작하는 이유다: 장치는 전송하거나 수신할 수 있지만, 동시에 둘 다는 불가능하다. 매체를 공유하기 때문에 차례를 기다려야 한다.
공유된 대역폭, 공유된 고통
10 Mbps 허브는 각 포트에 10 Mbps를 제공하지 않는다. 모두가 나눠 쓰는 총 10 Mbps를 제공할 뿐이다. 전송하려는 장치 여덟 개를 연결하면, 그들은 찌꺼기를 놓고 싸우는 꼴이 된다.
부하가 걸릴수록 계산은 더 나빠진다. 24포트 100 Mbps 허브는 모든 장치가 활성화되어 있을 경우 장치당 5 Mbps도 채 되지 않는다—충돌 오버헤드를 고려하기 전의 이야기다.
24포트 100 Mbps 스위치라면? 각 포트가 동시에 100 Mbps를 받는다. 공유되는 100 Mbps 대비 총 스위칭 용량 2.4 Gbps다.
아무도 말하지 않는 보안 문제
여기 불편할 수 있는 사실이 있다: 허브 환경에서는 모든 장치가 다른 모든 장치의 트래픽을 볼 수 있다.
허브를 사용하는 대학 기숙사에서, 호기심 많은 학생 하나가 룸메이트의 비밀번호, 이메일, 브라우징 기록을—평문으로 전송되는 모든 것을—가로챌 수 있다. 네트워크 카드를 무차별 모드(promiscuous mode)로 설정하고 흘러가는 모든 것을 지켜보기만 하면 된다.
허브는 비밀을 지킬 수 없었다. 비밀이란 것이 존재한다는 걸 이해하지 못했기 때문이다. 물리 계층에서 강제되는 완전한 공개—민주주의를 극단까지 밀어붙인 결과였다.
허브가 사라진 이유
스위치 가격이 떨어졌다. 2000년대 중반에 이르러 허브의 비용 논거는 사라졌다. 포트당 몇 달러를 아끼려고 형편없는 성능을 감수할 이유가 있을까?
그러나 진짜 결정타는 기가비트 이더넷이었다. 기가비트 허브는 만들 수 없다. 이 기술은 본질적으로 스위칭을 필요로 한다—기가비트 속도에서 충돌 감지의 타이밍 제약을 물리적으로 충족하는 것은 불가능하다.
속도 자체가 지능을 요구했다. 단순 브로드캐스트 방식은 확장될 수 없었다.
오늘날 허브는 구매하기조차 어렵다. 그 멸종은 철저했다.
허브의 몇 안 되는 장점
허브에는 진정한 미덕이 하나 있었다: 가시성. 모든 트래픽이 모든 곳으로 가기 때문에, 어느 포트에나 연결된 프로토콜 분석기가 모든 것을 볼 수 있었다. 이것이 허브를 교육과 문제 해결에 유용하게 만들었다.
현대 네트워크는 스위치 포트 미러링(SPAN 포트)을 통해 이것을 해결한다. 선택한 트래픽을 모든 것을 브로드캐스트하는 성능 저하 없이 모니터링 포트로 복사한다.
일부 조직은 문제 해결을 위해 서랍 속에 허브를 보관했다. 그것이 남아 있던 유일한 합법적 사용 사례였다—그마저도 이제는 구식이 되었다.
스위치가 모든 것을 해결한 방법
스위치는 학습한다. 트래픽을 관찰하고 MAC 주소와 포트를 매핑하는 테이블을 구축한다. 장치 B를 향한 프레임이 도착하면, 스위치는 그것을 장치 B의 포트로만 보낸다. 장치 C, D, E는 절대 볼 수 없다.
이로써 포트당 별도의 충돌 도메인이 만들어진다. 장치 A가 장치 B와 통신하는 동안 장치 C는 장치 D와 통신할 수 있다—동시에, 최고 속도로, 간섭 없이. 전이중(full-duplex)이 가능해진다: 동시에 전송하고 수신할 수 있다.
스위치는 네트워킹을 고함 경쟁에서 사적인 대화로 바꾸었다.
허브 알아보기
오래된 네트워크 장비를 마주치게 된다면:
라벨을 확인하라. "허브"라고 명시되어 있을 수 있다. 일부 오래된 스위치는 스스로를 구별하기 위해 "스위칭 허브"라고 불리기도 했다.
성능을 테스트하라. 여러 장치가 활성화된 상태에서 높은 충돌률과 형편없는 처리량은 허브임을 나타낸다.
표시등을 살펴보라. 허브의 활동 표시등은 해당 포트의 트래픽뿐 아니라 모든 트래픽에 대해 깜빡이는 경우가 많다. 스위치는 포트별 활동을 보여준다.
연식을 고려하라. 2000년대 중반 이후의 것이라면 거의 확실히 스위치다. 허브는 그때 이미 사라지고 있었다.
더 넓은 이야기
허브에서 스위치로의 전환은 네트워킹의 더 넓은 패턴을 반영한다: 단순하고 공유된 인프라가 지능적인 스위칭 패브릭으로 대체되는 것.
초기 이더넷은 버스 토폴로지에서 동축 케이블을 사용했다—문자 그대로 모든 사람이 공유하는 하나의 선이었고, 훨씬 열악한 특성을 가진 분산 허브나 다름없었다. 트위스트 페어 케이블을 사용한 허브는 관리 편의성을 개선했지만 공유 충돌 도메인은 그대로였다. 스위치는 편리한 스타 토폴로지를 유지하면서 지능을 추가했다.
현대 스위치는 이제 VLAN, QoS(서비스 품질), PoE(Power over Ethernet), 레이어 3 라우팅을 포함한다. 허브에서 현대 데이터 센터 스위치까지의 거리는 확성기에서 전화 네트워크까지의 거리다.
허브는 화석이다. 그러나 허브를 이해하면 스위치가 왜 중요한지가 설명된다—그리고 네트워크에서 병렬적이고 사적이며 최고 속도의 대화를 나눌 수 있는 능력이 왜 사치가 아닌지도. 그것은 모든 것이 그 위에 세워지는 토대다.
네트워크 허브에 대해 자주 묻는 질문
지금도 네트워크 허브를 살 수 있나요?
사실상 불가능하다. 허브는 더 이상 생산되지 않으며, 구하려면 구형 재고나 중고 장비를 찾아야 한다. 살 이유도 없다—가장 저렴한 비관리형 스위치도 비슷하거나 더 낮은 비용에 어떤 허브보다 뛰어난 성능을 제공한다.
오늘날 누군가 허브를 사용하는 이유가 있나요?
거의 없다. 유일하게 남아 있던 사용 사례는 네트워크 문제 해결이었는데, 허브의 브로드캐스트 동작이 어느 포트에서든 모든 트래픽을 볼 수 있게 해주었다. 현대 스위치는 포트 미러링(SPAN)을 통해 이것을 더 잘 해낸다. 이 사용 사례마저 이제는 구식이 되었다.
허브와 스위치의 차이를 쉽게 설명하면?
허브는 확성기다: 모든 것을 모든 사람에게 외친다. 스위치는 교환원이다: 각 메시지를 의도한 수신자에게만 전달한다. 이 덕분에 스위치는 더 나은 성능과 보안을 제공하며, 여러 대화를 동시에 처리할 수 있다.
허브가 내 네트워크에 보안 문제를 일으킬 수 있나요?
그렇다. 허브에 연결된 모든 장치는 다른 모든 장치의 트래픽을 볼 수 있다. 비밀번호, 이메일, 브라우징 데이터—암호화되지 않은 모든 것이 보려는 사람 누구에게나 노출된다. 이것이 허브가 전문적인 환경에서 받아들여질 수 없게 된 이유 중 하나다.
왜 기가비트 허브는 만들 수 없나요?
충돌 감지(CSMA/CD)는 신호가 네트워크를 가로질러 전파되고 돌아오는 데 엄격한 타이밍 제한이 필요하다. 기가비트 속도에서는 이 타이밍 제약을 물리적으로 충족하는 것이 불가능해진다. 기가비트 이더넷은 스위칭과 전이중 동작을 필요로 하며—허브 아키텍처는 그 속도에서 단순히 작동할 수 없다.
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