정리
[L2] CSMA/CD 와 Collision domain (HUB와Switch 차이점?) 본문
소개
L2 스위칭 기술을 공부하기 앞서 L2의 시초가 되는 부분의 대해서 설명 하고자 한다
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect)
과거의 Ethernet 통신 에서는 매체 공유 방식을 사용 하였는데,
위 그림과 같이 매체 (당시에는 Repeater, 동축 Cable )를 여러 사용자가 공유 하여 통신 하는 방식이다.
이런 매체 공유 방식은 여러 사용자가 동시의 데이터를 전송 할때 충돌(Collision) 이 발생하게 되어
전송 되는 데이터가 유실 되는 문제가 발생 하였다.
이런 충돌 되는 문제를 방지 하고자 고안 된 프로토콜이 CSMA/CD 이다.
CSMA/CD 동작 방식
1. 데이터(Carrier) 를 전송 중 충돌 감지 시 데이터 전송울 중단 하고 Jam Signal 전송
2. Jam Signal를 받은 Client 들은 랜덤한 시간을 기다린 후 다시 데이터를 전송
3. 랜덤한 시간이 지난 후, 재전송을 시도 했을 때 재전송 시도 했을 경우 1~3 번 절차 반복
이 후, 15번 이상 재전송 시도 시 해당 데이터는 드랍.
CSMA/CD 한계
CSMA/CD 로 인해 충돌 문제는 어느정도 개선이 되었지만 Client 수가 많아지면 재전송을 할 경우가 높아지고 이로 인해 전송 속도는 상당히 낮아지는 한계가 있었다.
Collision Domain
CSMA/CD 설명과 같이 Ethernet 환경에서 데이터(Carrier)가 전송중 충돌(Collision)이 발생 할 수 있는 영역을 Collision Domain 이라고 한다.
위에 언급 한 것 처럼 Collision Domain 의 Client 수가 증가하면 속도가 느려지는 한계를 개선하고자 나온게 스위치의 아버지기 격인 브릿지(Bridge) 이다. 지금은 볼수 없는 장비이다. 간단한게 Collision Domain을 분리 하고자 하는 목적으로 나왔다 라는 거만 알고 있으면 되겠다. (다른 기능들은 궁금하면 검색해서 찾아보는걸 추천)
스위치는 각 Port 별로 Collision Domain으로 분리가 가능하다. 이외에도 MAC Learning 학습이 가능하여, MAC Table을 통한 Swiching이 가능하다. 이정도만 알고 넘어가고, 이후 Switch의 동작 방식의 대해 자세히 포스팅 해보겠다.
Switch 와 HUB의 차이점
1. HUB는 물리 계층(L1)이고, Switch는 데이터링크(L2) 이다
2. HUB는 HUB온 패킷(프레임)을 모든 port에 Broadcasting 하고 Switch는 MAC을 보고 해당 Port로만 전달을 한다.
흔히 Switch와 HUb의 차이점을 찾아보면 대표적으로 위 두개가 많이 나오게 된다. 해당 얘기는 맞는 내용이긴 하나 옛날 관점 이다.
요즘에 시중에 판매되는 HUB들은 전부다 DUMMY HUB가 아닌 Switching HUB 이다. 즉 MAC을 보고 해당 Port의 패킷(프레임)을 전달하게 된다, 그리고 MAC table도 Learning 가능하다. 사실상 예전의 정의 된 Switch의 동작들은
지금의 HUB 에서 전부 충실히 수행 하고 있다.
사실상 현재의 HUB와 Switch의 차이점은
- Cosole이나 관리자 페이지 접속이 가능해서 L2의 기술인 VLAN, STP, LACP 등 설정이 가능 여부와 Management 여부
- Switching 성능
- 상기 2가지 이유로 인한 가격 차이..