1. 스위칭 허브(Switching Hub)의 포트 구성과 확장법
지난 시간에 배운 '브릿지'가 네트워크망을 연결해 준다면, 이를 하드웨어적으로 더 발전시켜 여러 대의 컴퓨터를 연결할 수 있게 만든 장비가 바로 **스위칭 허브(스위치)**입니다.
- 포트 수의 규칙: 가정용은 보통 8포트 정도를 쓰지만, 기업용은 대개 4의 배수(8, 16, 24, 48포트 등) 단위로 제품이 나옵니다.
- 코스트(Cost) 제한: 허브의 가격과 성능을 결정하는 요소로, 허브 내부의 **처리 성능(CPU, 대역폭)**을 의미합니다. 성능이 좋을수록 병목 현상 없이 많은 패킷을 빠르게 처리합니다.
💡 만약 포트가 부족하다면? (허브끼리 연결하기)
만약 우리 회사 컴퓨터가 32대인데, 가지고 있는 스위칭 허브가 24포트짜리 하나라면 어떻게 해야 할까요?
- 24포트 스위칭 허브를 하나 더 구매합니다.
- 각 허브의 일반 포트 하나씩을 서로 랜케이블로 연결(Uplink)해 주면 두 허브가 하나의 네트워크처럼 연결됩니다.
- 업링크(Uplink) 포트: 어떤 스위칭 허브는 장비 간 연결만을 위해 대역폭이 더 넓은 전용 '업링크 포트'를 제공하기도 합니다. 대규모 네트워크 환경에서는 트래픽 병목을 막기 위해 이 업링크 포트를 유의미하게 활용합니다.
2. 라우터(Router)의 가격과 현실적인 특징
라우터는 서로 다른 네트워크를 연결해 주는 장비로, 스위칭 허브에 비해 포트 수가 늘어날수록 가격이 기하급수적으로 비싸집니다.
- 실무에서의 세팅: 앞으로 우리가 직접 콘솔을 통해 세팅하는 과정을 배우게 될 핵심 장비입니다.
- 엄청난 전력 소모와 전기세:
- 스위칭 허브는 약 500W, 라우터는 무려 1200W 수준의 전력을 소비합니다. (가정용 벽걸이 에어컨이나 전자레인지를 하루 종일 켜두는 수준입니다.)
- 옥션 등에서 중고로 싸게 나온 구형 실물 장비를 사서 집에서 실습했다가는 전기세 폭탄을 맞기 십상입니다.
- 엄청난 소음(팬 소리): 장비 내부의 열을 식히기 위해 고성능 팬이 돌아가는데, 비행기 이륙하는 소리 수준으로 시끄럽습니다. 사람이 일하는 사무 공간에 이 장비들을 그대로 두면 소음 때문에 일을 할 수 없습니다.
3. 왜 학원과 시험에서는 시뮬레이터를 쓸까?
위에서 설명한 현실적인 이유들 때문에, 교육 기관이나 자격증 시험에서는 실물 장비 대신 패킷 트레이서(Packet Tracer) 같은 네트워크 시뮬레이터 프로그램을 적극적으로 활용합니다.
- 공간과 소음 문제: 수십 명의 학생이 동시에 실물 장비를 켜고 실습하면 전산실은 소음과 열기로 가득 차게 됩니다.
- 비용 문제: 수백만 원을 호가하는 고가의 라우터와 스위치를 학생 수대로 구비하는 것은 불가능에 가깝습니다.
- 안전성: 가상 환경이므로 설정을 잘못해서 장비가 고장 나거나 네트워크가 마비될 걱정 없이 마음껏 테스트해 볼 수 있습니다.
4. 실물 장비에 직접 접속하는 방법 (콘솔 포트)
실무에 나가면 장비에 직접 접근(Access)할 일이 흔치 않지만, 보안이 극도로 중요한 국가 기간망 장비나 초기 세팅 단계에서는 원격 접속(Telnet, SSH)이 불가능하므로 장비 바로 앞에 가서 직접 노트북을 연결해야 합니다.
- 콘솔(Console) 포트: 일반 랜케이블 포트와 다르게 생겼으며, 보통 장비 뒷면이나 앞면에 하늘색 또는 다른 색상으로 구별되어 있습니다.
- 연결 방법: 노트북에 **콘솔 케이블(하늘색 납작한 케이블)**을 꽂고 라우터의 콘솔 포트에 연결한 뒤, Putty 같은 터미널 프로그램을 통해 장비 내부 OS에 접속하여 명령어를 입력합니다. (요즘은 모바일 앱이나 블루투스로 접속 가능한 최신 장비들도 나오고 있습니다.)
5. 라우터 연결의 기본 규칙과 클래식 방식
물리적으로 나누어진 네트워크를 라우터로 연결할 때는 철저한 규칙이 존재합니다.
- 대원칙: 라우터로 연결되는 양쪽 네트워크 주소(네트워크 ID)는 반드시 서로 달라야 합니다. (A: 1.1.1.0/24 ↔ B: 2.1.1.0/24)
- 게이트웨이 주소 설정 습관:
- 클래식한 방식: 옛날 엔지니어들은 게이트웨이 주소를 사용할 수 있는 가장 마지막 IP 주소(예: 1.1.1.254)로 세팅하곤 했습니다.
- 요즘 방식: 요즘은 가장 첫 번째 IP 주소(예: 1.1.1.1)를 게이트웨이 주소로 세팅하는 것이 일반적이고 직관적입니다.
6. [실무 면접 단골 문제] 물리적으로 하나인 망에 다른 네트워크가 섞여 있다면?
네트워크 회사 입사 시험에 자주 나오는 아주 재미있는 문제입니다.
❓ 문제: 물리적으로는 하나의 스위칭 허브(망)에 다 같이 꽂혀 있는데, 컴퓨터들의 IP 대역이 1.1.1.x 대역과 2.1.1.x 대역 두 가지로 쪼개져 있습니다. 서브넷 마스크나 IP 주소를 재설정(수정)할 수 없는 상황에서, 이 두 대역이 서로 통信하게 만들려면 어떻게 해야 할까요?
💡 정답: 가상 개념 연산 (Sub-Interface / Secondary IP 활용)
물리적인 선을 더 깔아 연결하는 것이 아닙니다. 라우터의 한 포트에 게이트웨이 주소를 2개 할당하여 라우터가 두 대역을 모두 처리하도록 속이는 방법입니다.
- 서브 인터페이스(Sub-Interface) 설정: 라우터의 물리 포트 하나(예: FastEthernet 0/0)를 논리적으로 쪼개어 0/0.1에는 1.1.1.1 게이트웨이를, 0/0.2에는 2.1.1.1 게이트웨이를 각각 연결해 줍니다.
- 세컨더리 IP(Secondary IP) 설정: 라우터 포트 하나에 두 개의 IP 주소를 동시에 부여합니다.
예전에는 "이렇게 멍청하게 네트워크를 설계하지 마라!"라고 혼났던 방식이지만, 가상 머신(VM) 환경이 대중화된 요즘에는 라우터 세팅이 매우 스마트해져서 실제로도 아주 유용하게 쓰이는 가상 연산 기법입니다.
7. 서브넷 마스크 계산법 복습 (1의 개수 마킹)
- 서브넷 마스크의 정의: IP 주소에서 **'1'로 마킹된 비트 부분까지가 네트워크 주소(ID)**임을 지정해 주는 값입니다.
- 호스트 ID: 개별 컴퓨터나 CPU, 랜카드에 할당되는 구별 주소입니다.
8비트 쪼개기 실전 예시 (/24 ➡️ /25)
내가 사용할 수 있는 IP 범위가 1.1.1.0 ~ 1.1.1.255로 딱 한 대역밖에 없는데, 라우터를 두고 네트워크를 2개로 나누어야 하는 상황입니다.
- 원래 서브넷 마스크 /24 (255.255.255.0) 상태에서는 라우터가 양쪽을 구분하지 못합니다.
- 이때, 남은 호스트 영역 8비트 중 맨 첫 자리를 서브넷 마스크 영역으로 뺏어와 /25 (255.255.255.128)로 변경합니다.
- 그러면 맨 첫 자리가 0이냐 1이냐에 따라 네트워크 주소가 다르게 쪼개집니다.
이런 식으로 비트를 더 많이 뺏어올수록 네트워크는 4개, 8개, 16개... 최대 64개(사용 가능 IP가 2개뿐인 초미니 네트워크로 대형 통신사 ISP와 내 라우터를 1:1로 다이렉트 연결할 때 주로 사용)까지 계속해서 분할할 수 있습니다.
✍️ 오늘 공부 최종 요약 정리
- 스위칭 허브는 포트 수(4의 배수)에 맞춰 구매하며, 모자라면 허브끼리 연결(업링크)해서 확장한다.
- 라우터는 포트당 가격이 매우 비싸고, 전력 소모(1200W급)와 소음이 엄청나다. 이 때문에 실무 교육과 시험은 대부분 시뮬레이터로 진행한다.
- 라우터 양쪽의 네트워크 주소는 반드시 달라야 하며, 물리적으로 같은 망에 다른 대역의 IP가 섞여 있을 때는 **라우터 포트 하나에 가상으로 게이트웨이 주소를 2개 세팅(서브 인터페이스)**하여 통신시킬 수 있다.
- 서브넷 마스크는 1로 마킹된 곳까지가 네트워크 ID이며, 호스트 비트를 조절하여 하나의 대역을 여러 개의 네트워크망으로 쪼개어(서브네팅) 효율적으로 사용할 수 있다.