통신 방식: 단뱡향, 전이중, 반이중

1. 통신 방식

데이터 통신에선 데이터가 전송되는 방향에 따라 통신 방식이 크게 3가지로 나뉜다.

 

단방향 통신(Simplex):

 

• 통신 채널을 통해 한쪽 방향으로만 데이터를 전송하는 방식
• 송수신 측이 미리 고정되어 있다. 즉, 송신자는 오직 데이터 전송만, 수신자는 데이터 수신만이 가능하다.
• 예: 키보드(입력)와 모니터(출력) 같은 단순 입출력 장치, Tv나 라디오 같은 방송

 

 

반이중 통신(Half-Duplex):

 

• 하나의 회선으로 송신과 수신을 번갈아가면서 통신하는 방식
• 양방향 데이터 전송이 가능하지만 동시에 송신을 하게 되면 전송로에서 충돌이 발생한다.
• 하지만 동시에 송신을 하게 되면 전송로에서 충돌이 발생한다.
• 예: 무전기

 

 

전이중 통신(Full-Duplex):

 

• 데이터 전송과 송신이 동시에 이루어지는 통신 방식
• 송신과 수신 회선이 따로 있어, 양쪽에서 동시에 송수신이 가능한 통신 방식
• 데이터를 동시에 전송해도 충돌이 발생하지 않아 편리하고 성능이 좋으나, 회선 구축 비용이 많이든다는 단점이 있다.
• 예: 전화기

 

컴퓨터 두 대를 직접 랜 케이블로 연결하는 경우도 전이중 통신이다. 랜 케이블 내부가 4쌍의 구리선으로 구성되어 각 쌍이 양방향으로 데이터 송신 및 수신이 가능하다.( ☞ https://bruders.tistory.com/114 )

 

 

2. 허브와 스위치

1) 허브

반이중 통신 방식으로 인한 충돌

• 허브는 반이중 통신 방식을 사용한다.
• 반이중 통신 방식으로 인한 충돌을 방지하기 위해 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 프로토콜을 사용한다.

CS: 데이터를 보내려 하는 컴퓨터가 케이블에 신호가 흐르고 있는지를 확인하는 규칙
MA: 케이블에 데이터가 흐르고 있지 않다면, 데이터를 보내도 된다는 규칙
CD: 충돌이 발생하고 있는지 확인하는 규칙

2) 스위치

전이중 통신 방식

• 스위치는 전이중 통신 방식을 사용한다.
• 내부에 MAC 주소 테이블을 가져, 각 포트와 연결된 장치의 MAC 주소를 학습하고 저장한다. 이로 인해 목적지 MAC 주소로만 프레임 전송이 가능하다.( ☞ https://bruders.tistory.com/118 )
• 각 포트가 독립적인 송수신 경로를 가져 동시에 데이터 송수신이 가능하다.

 

3. 충돌 도메인(Collision Domain)

반이중 통신 방식으로 동시에 데이터를 전송하면 충돌이 일어난다 하였다. 충돌이 발생할 시 그 영향이 미치는 범위를 충돌 도메인이라고 한다.

허브는 연결되어 있는 컴퓨터 전체가 하나의 충돌 도메인이 된다. 즉 충돌의 영향이 모든 컴퓨터에 미치게 된다.

 

스위치의 경우 전이중 통신 방식을 사용하기 때문에 충돌하지 않으며 충돌 도메인의 범위도 위 그림처럼 좁다. 따라서 충돌이 일어나도 접속되어 있는 모든 컴퓨터에 영향이 가지 않는다. 충돌 도메인의 범위가 넓을수록 네트워크가 지연되니 충돌 도메인의 범위를 좁힌는 것은 매우 중요하다.

 

 

 

 

 

참고

책: 10일만에 배우는 네트워크 기초, 모두의 네트워크 | 미즈구치 카츠야 | 이승룡 옮김

https://www.youtube.com/watch?v=dRoxPLZ5NIs

 

사진출처

허브와 스위치 gif: https://gunjoon.tistory.com/22