[Network] 리피터와 허브

📌 들어가며

이번 글에서는 패킷을 실제로 나르는 중계 장치 리피터 허브와 스위칭 허브를 정리한다. LAN 케이블이 신호를 어떻게 전달하는지, 두 허브가 패킷을 중계하는 방식이 어떻게 다른지 살펴본다.

중계 장치의 원칙 — 허브·라우터는 데이터의 내용을 보지 않는다. 헤더의 제어 정보만 보고 패킷을 전송할 뿐이다. 송신 순서는 리피터 → 스위치 → 라우터 → 인터넷으로 나간다.

flowchart LR
    PC["PC"] --> Rep["리피터 허브"] --> Sw["스위칭 허브"] --> R["라우터"] --> Net(("인터넷"))

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1. LAN 케이블과 ‘꼼’

LAN 어댑터의 PHY 회로가 패킷을 전기 신호로 바꾸고, RJ-45 커넥터를 거쳐 트위스트 페어 케이블로 들어간다. 케이블을 지나며 신호는 각이 둥글어진다.

💡 선을 꼬는(twist) 이유는 잡음 상쇄다. 금속선에 전자파가 닿으면 전류(잡음)가 생기는데, 선을 꼬면 그 방향이 반대가 되어 서로 상쇄된다. 신호와 잡음 모두 전류라서 섞일 수 있기 때문에, 꼬임으로 이를 막는다.

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2. 리피터 허브 — 전체 뿌리기

리피터 허브는 연결된 모든 케이블에 신호를 뿌린다. 각 PC는 받은 패킷의 수신처 MAC 주소를 대조해 자기 것만 취한다.

• PHY 회로에서 신호를 받아 다듬지 않고 그대로 모든 커넥터로 송출한다.
• MDI/MDI-X 전환 스위치는 송수신 회로를 직접/교차 결선한다.

⚠️ 리피터 허브는 신호를 모든 포트에 뿌리므로, 동시에 두 개 이상 신호가 들어오면 패킷 충돌이 발생한다. 이것이 스위칭 허브가 등장한 이유다.

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3. 스위칭 허브 — 주소 테이블로 중계

스위칭 허브는 MAC 주소 테이블을 보고 목적지 포트로만 정확히 중계한다.

flowchart TD
    In["패킷 수신"] --> Table{"MAC 주소표<br/>조회"}
    Table -->|등록됨| Port["해당 포트로만 전송"]
    Table -->|미등록| All["전 포트로 전송(학습)"]

특징	설명
주소 학습	중계 시 MAC 주소표를 갱신(일정 시간 후 삭제)
불필요 폐기	수신 포트 = 송신 포트면 중계 안 함
동시 중계	서로 다른 포트 간 통신을 동시에 처리

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4. 전이중 모드 & 자동 조정

전이중(Full Duplex) 모드는 송신과 수신을 동시에 하는 성질로, 리피터 허브엔 없고 스위칭 허브에만 있다.

💡 이더넷은 데이터가 흐르지 않을 때 링크 펄스라는 신호를 계속 흘려보낸다. 이를 통해 상대가 전이중 모드를 지원하는지 검출하고 최적 모드로 자동 전환한다.

리피터 vs 스위칭 요약:

구분	리피터 허브	스위칭 허브
중계 방식	전 포트로 뿌림	목적지 포트로만
충돌	발생(반이중)	없음(전이중)
동시 중계	불가	가능
주소 학습	없음	MAC 주소표

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📝 정리

리피터 & 허브
├─ 케이블   트위스트 페어(꼬임으로 잡음 상쇄)
├─ 리피터   전 포트로 뿌림 → 충돌 발생
├─ 스위칭   MAC 주소표로 목적지 포트만 중계
└─ 전이중   송수신 동시 + 동시 중계 가능

개념	한 줄 정의
리피터 허브	신호를 전 포트에 뿌림
스위칭 허브	MAC 주소표 기반 정확한 중계
전이중 모드	송수신 동시 처리

중계 장치의 발전은 “무작정 뿌리기(리피터) → 목적지만 골라 보내기(스위칭)”의 흐름이다. 스위칭 허브의 MAC 주소 학습과 전이중 모드 덕분에 충돌 없이 효율적인 네트워크가 가능해졌다.