허브/스위치와 케이블

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허브와 스위치는 어느 계층의 장비인가 계층에 장비를 대응시키면 이렇다. AWS 문서에 따르면 LAN은 OSI 1계층과 2계층의 장비를 쓴다. 허브/중계기 같은 1계층 장비는 데이터를 물리적으로 전달하고, 스위치/브리지 같은 2계층 장비는 같은 네트워크 구간에 있는 장치끼리 통신을 설정하고 유지한다. 서로 다른 네트워크 사이로 데이터를 보내는 3계층 장비가 라우터이고, 이는 라우팅에서 다룬다. 장비 계층 보는 주소 하는 일 허브 L1 주소를 보지 않음 들어온 신호를 물리적으로 전달 스위치 L2 MAC 주소 같은 네트워크 안에서 목적지 장치로 프레임 전달 라우터 L3 IP 주소 서로 다른 네트워크 사이의 경로 선택 허브 허브는 1계층 장비 라서 MAC 주소 같은 주소 정보를 읽지 않는다. 그래서 허브는 어느 포트로 들어온 신호든 다른 포트로 그대로 내보낸다. 이 부분은 AWS 문서가 허브를 1계층 장비로 분류한다는 데서 이해한 것이고, 동작을 직접 설명하는 문서는 따로 확인하지 못했다. 주소를 보고 필요한 곳에만 보내는 장비가 필요해서 나온 것이 스위치다. 스위치(스위칭 허브) 스위치는 같은 네트워크 안의 장치를 연결하고, 패킷을 목적지 장치로만 전달하는 장비다. Cloudflare 문서는 스위치가 네트워크가 아닌 단일 장치 를 향해 데이터를 보낸다는 점에서 라우터와 다르다고 설명한다. 2계층 스위치는 목적지 MAC 주소를 보고 전달하고, 3계층 스위치는 목적지 IP 주소를 보고 전달하며, 둘 다 되는 스위치도 있다. 대부분은 2계층 스위치다. 스위치는 MAC 주소 테이블 (CAM 테이블)을 메모리에 두고 어느 MAC 주소가 어느 포트에 연결돼 있는지 기록한다. 테이블이 비어 있을 때 컴퓨터 A가 B에게 보내는 상황이 학습 과정을 보여 준다. 단계 스위치가 하는 일 1 A의 MAC 주소와 메시지가 들어온 포트를 테이블에 기록한다 2 B가 어느 포트인지 모르니 A를 제외한 모든 포트로 메시지를 보낸다(플러딩) 3 B가 응답하면 B의 MAC 주소와 포트도 테이블에 기록한다 4 이후 A와 B 사이 트래픽은 테이블을 보고 해당 포트로만 보낸다 테이블은 메모리에 있어서 스위치 전원이 꺼지면 사라지고, 다시 켜면 처음부터 학습해야 한다. 3편에서 ARP 요청이 같은 네트워크의 모든 장치에게 브로드캐스트된다고 했는데, 그 전달을 같은 네트워크 안에서 스위치가 해 준다. 스위치는 관리 기능에 따라 나뉜다. 비관리형 스위치는 LAN에 이더넷 포트를 늘려 주는 용도로 MAC 주소 기준으로 전달만 하고, 관리형 스위치는 더 큰 네트워크에서 트래픽 우선순위를 정하거나 VLAN으로 로컬 네트워크를 더 작게 나누는 관리 기능을 제공한다. 집이나 작은 사무실은 인터넷 연결에 라우터만 있으면 되고 이더넷 포트가 많이 필요할 때만 스위치를 쓰지만, 컴퓨터가 수십~수백 대인 큰 사무실이나 데이터센터에는 보통 스위치가 필요하다고 한다. 케이블 장치를 잇는 링크에는 유선과 무선이 있다. AWS 문서는 유선 연결에 동축/광섬유/트위스트 페어 기술로 만든 이더넷 케이블을 쓰고, 무선은 3G/4G/5G 같은 전파로 노드를 연결한다고 설명한다. 이 글은 유선 중 이더넷에서 흔히 쓰는 것을 정리한다. 트위스트 페어 케이블 은 구리선 쌍을 꼬아서 인접한 쌍에서 생기는 전자기 잡음(누화)을 줄인 케이블이다. 차폐가 없으면 UTP, 호일/편조로 감싸면 차폐형이다. 카테고리(CAT5e/CAT6/CAT6A)에 따라 지원하는 속도와 최대 거리가 다르다. 규격 CAT5e CAT6 CAT6A 1000BASE-T(1Gbps) 100 m 100 m 100 m 2.5GBASE-T 100 m 100 m 100 m 5GBASE-T 지원 안 함 100 m 100 m 10GBASE-T 지원 안 함 55 m 100 m 높은 카테고리의 케이블은 하위 카테고리와 호환되지만 더 비싸고 덜 유연하다고 Intel 문서는 설명한다. 1Gbps라면 CAT5e로도 100 m까지 가능하고, 10Gbps를 100 m 가려면 CAT6A가 필요하다는 식으로 읽으면 된다. 광케이블 은 더 높은 속도와 긴 거리가 필요할 때 쓴다. 멀티모드 광섬유(MMF)는 코어가 굵어 여러 빛 경로를 전달하고 주로 짧은 거리의 백본에 쓰며, 송수신기가 상대적으로 저렴하다. 단일 모드 광섬유(SMF)는 빛 하나만 전달해서 먼 거리에서도 신호가 잘 유지된다. 대신 SMF용 송수신기는 MMF보다 비싸고 복잡하다. SMF는 OS1(최대 10 km)과 OS2(최대 200 km)로 나뉜다. 데이터센터 안에서는 광케이블 외에 아래 두 가지도 쓴다. 이 두 가지는 케이블 끝에 송수신기가 붙어 있는 형태다. 종류 매체 거리 쓰는 곳 DAC(다이렉트 어태치) 구리(송수신기 내장) 패시브 SFP+는 최대 7 m, 액티브는 15 m 서버와 스위치 사이 짧은 구간 AOC(액티브 광케이블) 광섬유(송수신기 내장) 최대 100 m 랙 사이 또는 건물 안 연결 커넥터 트위스트 페어 케이블 끝에 달리는 것이 RJ45 커넥터 다. 원래 전화용으로 개발된 모듈러 커넥터에서 시작했고, 이더넷용은 8핀 8접점(8P8C)이라서 업계에서 RJ45로 부른다. 케이블 카테고리가 바뀌어도 커넥터 모양은 그대로라서 높은 속도로 업그레이드하기 쉽다고 Intel 문서는 설명한다. 광케이블이나 구리 케이블을 스위치/어댑터에 연결할 때는 SFP 같은 송수신기 모듈 을 쓴다. 이 모듈은 꽂았다 뺄 수 있고, 전기 신호를 광 신호로 바꿔 준다. SFP는 RJ45 구리 케이블, MMF/SMF 광케이블, DAC를 연결할 수 있고, 같은 포트(케이지)에 다른 송수신기를 바꿔 끼워 쓸 수 있다. 송수신기 대표 속도 SFP 1GbE SFP+ 10GbE SFP28 25GbE QSFP 40GbE QSFP28 100GbE 광케이블 쪽 커넥터 규격(LC/SC 등)은 이 글에서 쓴 문서로 확인하지 못해 정리하지 않았다. 핵심 복습 키워드 한 줄 정리 허브 1계층 장비, 주소를 보지 않고 물리적으로 전달 스위치 2계층 장비, MAC 주소 테이블을 보고 목적지 포트로만 전달 플러딩 목적지 포트를 모르면 들어온 포트를 뺀 모든 포트로 전달 스위치와 라우터 스위치는 같은 네트워크 안의 장치, 라우터는 네트워크 사이를 연결 트위스트 페어 구리선 쌍을 꼬아 잡음을 줄임, 1Gbps는 CAT5e로 100 m 광케이블 MMF는 짧은 거리, SMF는 먼 거리, 송수신기는 SMF가 더 비쌈 RJ45 이더넷 트위스트 페어용 8핀 커넥터, 카테고리가 바뀌어도 모양 동일 SFP 케이블 종류를 바꿔 끼울 수 있는 송수신기 모듈 📍 참고 자료 확인일: 2026-10-02 Cloudflare Learning Center - What is a network switch? AWS - LAN과 WAN의 차이점은 무엇인가요? Intel - Ethernet Cables and Transceivers Overview (Technology Guide)