꽤 오래 전에 이미 기가비트 이더넷 관련 장비들의 가격이 많이 떨어졌고 또 요즘 나오는 대부분의 메인보드나 노트북에는 기가비트 이더넷이 기본 장착돼서 나오면서 많은 분들께서 기가비트 이더넷 네트워크로 많이 옮겨가는 추세입니다. 이 중에서 널리 다뤄지지 않는 부분에 대해 얘기해보려고 합니다.
1. 점보 프레임
점보 프레임은 기존 이더넷의 표준 MTU인 1500바이트보다 큰 MTU 크기를 갖는 프레임(이더넷 상의 패킷)을 얘기하는데, 일반적으로 최대 9KB까지 설정할 수 있습니다. 점보프레임을 사용함으로써 얻을 수 있는 이득은 첫째, 패킷을 잘게 쪼갤 때보다 크게 쪼갤 때 쪼개는 횟수가 더 적어지기 때문에 패킷 처리에 드는 성능 소모를 줄일 수 있다는 이점이 있고, 둘째는 각 패킷의 앞머리에는 헤더가 붙기 마련인데, 잘게 쪼갤 때보터 크게 쪼갤 때, 전체 데이터 흐름에서 헤더가 차지하는 비율이 적어지기 때문에 헤더로 인한 오버헤드가 적어진다는 점이 있습니다.
그러나 점보 프레임이 마냥 축복인 것만은 아닙니다. 한 네트워크 안에서의 MTU크기는 모든 장치들이 같은 크기를 공유해야 한다는 점이 가장 크게 작용하는데 위에서 언급한 것처럼 대부분의 기가비트 이더넷 장비들은 9KB까지 MTU를 설정할 수 있지만, 일부 저가형 장비들은 9KB 미만을 지원하는 경우도 더러 있고, 또 점보 프레임은 흔히 말하는 무선랜, 802.11에는 해당사항이 없다는 점이 문제점으로 작용합니다.
대부분의 데이터 통신은 TCP로 이뤄지고, TCP 연결이 처음 성립될 때 양쪽의 MTU를 고려하여 MSS(최대 세그먼트 크기; TCP 패킷으로 한 번에 전송될 수 있는 최대 크기)를 서로 정해놓고 데이터를 주고 받기 때문에 양쪽의 장비의 MTU가 달라서 생기는 문제는 잘 드러나지 않는 편입니다. 하지만 이더넷 상에서 점보프레임의 크기를 서로 정하고 통신하는 것은 아니기 때문에 TCP 이외의 프로토콜, 대표적으로 UDP 통신의 경우에는, 어떤 장비에 처리할 수 있는 MTU 크기보다 더 큰 크기의 패킷이 들어오면 그 패킷은 버려지게 됩니다. 이런 이유로 아주 드물게 나타나는 호환성 문제가 발생하면 찾아내기 무척 어려운 경우가 되기 마련입니다.
예전에 기가비트 이더넷이 처음 등장했을 때는 CPU의 처리속도도 지금에 비해선 대단히 느린 편이었고, 그때의 네트워크 패킷 프로세서들도 성능이 지금만큼 좋지 못했기 때문에 점보프레임을 사용함으로써 얻는 이득이 적지 않은 편이었지만, 지금은 대부분의 메인보드 내장 칩셋도 패킷 분할을 CPU에 맡기지 않고 자신이 스스로 처리하는 기능(오프로드)을 많이 지원하고 있고, 지원하지 않는 경우라도 CPU가 처리하기에 전혀 티가 나지 않는 정도기 때문에 무작정 점보프레임을 사용하려고 하기보다는 다른 장비와의 호환성 문제, 설정의 번거로움과 성능 상의 이점을 따져서 결정하시는 편이 좋습니다.
2. 케이블 선재
많은 분들께서 대체적으로 오해하고 계시는 분이 이 부분이 아닐까 싶습니다. 이렇게 된 데에는 역사적인 이유가 있는데 간단하게 소개하자면 이렇습니다.
기가비트 이더넷의 초기 표준의 정식 명칭은 1000BASE-TX였습니다. CAT6 케이블을 사용하여 최장 100m까지 문제 없이, 즉 패킷 손실이나 속도 저하 등이 전혀 없는 클린한 상태로 통신할 수 있도록 규정된 표준이었습니다....만 이게 나중에 새 표준으로 많이 대체되었습니다. 지금도 많이 그렇지만 당시에는 CAT5 케이블이 많이 포설되어 있었고 CAT5로도 기가비트 이더넷을 쓸 수 있게 해달라는 요구가 있어서 나중에 1000BASE-T라는 새 표준이 나옵니다. 여러분이 헷갈려하시는 게 바로 이것 때문인데, -T 표준에서는 CAT6도 아니고, CAT5e도 아니고, 무려 CAT5로 최장 100m까지 문제없이 통신할 수 있도록 규정된 것이기 때문입니다.
허나 1000BASE-TX와 과거 패스트 이더넷 규격인 100BASE-TX가 이름이 서로 비슷했기 때문에 대부분의 제조사가 1000BASE-T와 TX를 지원하면서도 제품 설명엔 1000BASE-TX만을 적어놓는 경우가 정말 많았고, 역시 1000BASE-T와 TX가 별개의 표준인 걸 잘 모르는 대부분의 사용자들은 1000BASE-TX는 CAT6를 필요로 하기 때문에 기가비트 이더넷을 쓰려면 최소 CAT6 이상의 케이블을 써야 한다고 알게 된 겁니다. 1000BASE-TX가 CAT6를 필요로 한 건 맞긴 했지만 1000BASE-T의 존재는 사용자들에게는 잘 알려지지 않았기 때문에 그렇게 된 게 아닐까 합니다.
각설하고, CAT5와 CAT5e의 차이는 단지 크로스토크에 대한 규격의 유무 뿐이라서 사실 두 케이블의 차이는 거의 없는 편입니다. 다만 CAT5e와 CAT6의 대표적인 차이는 케이블이 지원하는 대역폭인데, 전자는 100Mhz, 후자는 250Mhz를 실을 수 있어야 합니다. 당연히 100Mhz의 대역폭으로도 똑같이 초당 기가비트의 데이터를 주고 받을 수 있어야 하니 1000BASE-T 장비가 1000BASE-TX보다 비쌌던 게 당연했지만, 지금은 꾸준한 단가 하락와 공정 개선으로 1000BASE-T를 지원하지 않는 장비가 사실 상 거의 없다는 것이지요.
따라서 결론적으로 규격 상으로는 CAT5로도 기가비트 이더넷 네트워크 구축이 가능하다...고 말할 수 있겠지만 실제 환경에선 대개 그렇지가 않는 게 문제입니다. CAT5e 표준이 나온 뒤로는 CAT5 케이블 생산이 거의 멎었고, 두 규격이 거의 같기 때문에 CAT5가 지금은 아예 나오지 않는 걸로 압니다. 따라서 건물에 깔려있는 CAT5는 이미 낡을 대로 낡고 삭아버린 케이블이라 케이블 규격을 따지기 이전에 상태가 대단히 좋지 않기 때문에 기가비트 이더넷을 쓰기엔 다소 무리가 있는 편입니다. 그래서 일반적으로 더 이상 생산되지 않는 CAT5 대신 CAT5e를 기가비트 이더넷의 권장사양으로 얘기할 수 있는 것입니다. 최소사양이 아닌 이유는, 크로스토크에 대한 규격이 없는 CAT5에서도 전혀 문제없이 사용가능하기 때문이고, CAT5e는 이보다 더 나은 규격을 갖고 있기 때문입니다.
간혹 CAT5e로 충분하다는 말을 듣고 해봤더니 속도가 안나오더라, 하는 경우도 사실 위와 비슷한 이유입니다. 실제로 CAT5e 케이블이 나온지도 무지 오래 됐기 때문에 케이블 자체가 이미 낡았거나, 모듈러 잭을 잘못 찝었다든가, 의외로 드물지 않게 4페어 중 2페어만 연결된 경우가 대부분이었습니다. 때문에 댁이나 회사에 있는 케이블이 CAT5e라고 해서 무작정 케이블을 바꿔보려고 하시기보다는 우선 이미 있는 것도 쓸만한 거니까 먼저 시험해보고 결정해도 늦지 않는다는 점입니다.
또 이밖에 CAT6a나 CAT7를 알아보시는 분들은, 굳이 말릴 것까진 없겠지만 자기만족이랄까 그런 걸 제외한다면 들이는 돈에 비해서 얻으실 수 있는 게 없다는 점은 알아두시는 게 좋지 않을까 합니다. 10기가비트 이더넷은 심지어 CAT5e로도 보통 4-50미터까지는 쓸 수 있고, 규격상 최소사양은 CAT6a 케이블이지만 10기가비트 이더넷부터는 사실 상 광케이블과 광장비가 훨씬 더 싸고 품질도 훨씬 더 좋기 때문에 구리 케이블을 이용한 10기가비트 장비들의 가격이 현실화되기 전에, 기존에 매설된 대부분의 CAT5가 지금 그렇듯이 지금 산 구리케이블이 먼저 노후화되고, 광케이블 솔루션이 더 저렴해질 수도 있기 때문에 우선은 재고해보시는 게 좋을 듯 합니다. 만약 노이즈로 인한 문제가 심각하다면 상위 카테고리 케이블보다는 FTP나 STP 케이블 같은 차폐 케이블을 알아보시는 쪽이 비용과 효용면에서 더 나을 것이라 생각됩니다.
비교적 장문의 글이지만 지금 막 네트워크 구축을 고려하고 계신 분들께 도움이 됐으면 하는 뜻에서 적어보았습니다. 덧글을 통해 살을 더 붙여나가보도록 하겠습니다. 읽어주셔서 감사합니다.
1. 점보 프레임
점보 프레임은 기존 이더넷의 표준 MTU인 1500바이트보다 큰 MTU 크기를 갖는 프레임(이더넷 상의 패킷)을 얘기하는데, 일반적으로 최대 9KB까지 설정할 수 있습니다. 점보프레임을 사용함으로써 얻을 수 있는 이득은 첫째, 패킷을 잘게 쪼갤 때보다 크게 쪼갤 때 쪼개는 횟수가 더 적어지기 때문에 패킷 처리에 드는 성능 소모를 줄일 수 있다는 이점이 있고, 둘째는 각 패킷의 앞머리에는 헤더가 붙기 마련인데, 잘게 쪼갤 때보터 크게 쪼갤 때, 전체 데이터 흐름에서 헤더가 차지하는 비율이 적어지기 때문에 헤더로 인한 오버헤드가 적어진다는 점이 있습니다.
그러나 점보 프레임이 마냥 축복인 것만은 아닙니다. 한 네트워크 안에서의 MTU크기는 모든 장치들이 같은 크기를 공유해야 한다는 점이 가장 크게 작용하는데 위에서 언급한 것처럼 대부분의 기가비트 이더넷 장비들은 9KB까지 MTU를 설정할 수 있지만, 일부 저가형 장비들은 9KB 미만을 지원하는 경우도 더러 있고, 또 점보 프레임은 흔히 말하는 무선랜, 802.11에는 해당사항이 없다는 점이 문제점으로 작용합니다.
대부분의 데이터 통신은 TCP로 이뤄지고, TCP 연결이 처음 성립될 때 양쪽의 MTU를 고려하여 MSS(최대 세그먼트 크기; TCP 패킷으로 한 번에 전송될 수 있는 최대 크기)를 서로 정해놓고 데이터를 주고 받기 때문에 양쪽의 장비의 MTU가 달라서 생기는 문제는 잘 드러나지 않는 편입니다. 하지만 이더넷 상에서 점보프레임의 크기를 서로 정하고 통신하는 것은 아니기 때문에 TCP 이외의 프로토콜, 대표적으로 UDP 통신의 경우에는, 어떤 장비에 처리할 수 있는 MTU 크기보다 더 큰 크기의 패킷이 들어오면 그 패킷은 버려지게 됩니다. 이런 이유로 아주 드물게 나타나는 호환성 문제가 발생하면 찾아내기 무척 어려운 경우가 되기 마련입니다.
예전에 기가비트 이더넷이 처음 등장했을 때는 CPU의 처리속도도 지금에 비해선 대단히 느린 편이었고, 그때의 네트워크 패킷 프로세서들도 성능이 지금만큼 좋지 못했기 때문에 점보프레임을 사용함으로써 얻는 이득이 적지 않은 편이었지만, 지금은 대부분의 메인보드 내장 칩셋도 패킷 분할을 CPU에 맡기지 않고 자신이 스스로 처리하는 기능(오프로드)을 많이 지원하고 있고, 지원하지 않는 경우라도 CPU가 처리하기에 전혀 티가 나지 않는 정도기 때문에 무작정 점보프레임을 사용하려고 하기보다는 다른 장비와의 호환성 문제, 설정의 번거로움과 성능 상의 이점을 따져서 결정하시는 편이 좋습니다.
2. 케이블 선재
많은 분들께서 대체적으로 오해하고 계시는 분이 이 부분이 아닐까 싶습니다. 이렇게 된 데에는 역사적인 이유가 있는데 간단하게 소개하자면 이렇습니다.
기가비트 이더넷의 초기 표준의 정식 명칭은 1000BASE-TX였습니다. CAT6 케이블을 사용하여 최장 100m까지 문제 없이, 즉 패킷 손실이나 속도 저하 등이 전혀 없는 클린한 상태로 통신할 수 있도록 규정된 표준이었습니다....만 이게 나중에 새 표준으로 많이 대체되었습니다. 지금도 많이 그렇지만 당시에는 CAT5 케이블이 많이 포설되어 있었고 CAT5로도 기가비트 이더넷을 쓸 수 있게 해달라는 요구가 있어서 나중에 1000BASE-T라는 새 표준이 나옵니다. 여러분이 헷갈려하시는 게 바로 이것 때문인데, -T 표준에서는 CAT6도 아니고, CAT5e도 아니고, 무려 CAT5로 최장 100m까지 문제없이 통신할 수 있도록 규정된 것이기 때문입니다.
허나 1000BASE-TX와 과거 패스트 이더넷 규격인 100BASE-TX가 이름이 서로 비슷했기 때문에 대부분의 제조사가 1000BASE-T와 TX를 지원하면서도 제품 설명엔 1000BASE-TX만을 적어놓는 경우가 정말 많았고, 역시 1000BASE-T와 TX가 별개의 표준인 걸 잘 모르는 대부분의 사용자들은 1000BASE-TX는 CAT6를 필요로 하기 때문에 기가비트 이더넷을 쓰려면 최소 CAT6 이상의 케이블을 써야 한다고 알게 된 겁니다. 1000BASE-TX가 CAT6를 필요로 한 건 맞긴 했지만 1000BASE-T의 존재는 사용자들에게는 잘 알려지지 않았기 때문에 그렇게 된 게 아닐까 합니다.
각설하고, CAT5와 CAT5e의 차이는 단지 크로스토크에 대한 규격의 유무 뿐이라서 사실 두 케이블의 차이는 거의 없는 편입니다. 다만 CAT5e와 CAT6의 대표적인 차이는 케이블이 지원하는 대역폭인데, 전자는 100Mhz, 후자는 250Mhz를 실을 수 있어야 합니다. 당연히 100Mhz의 대역폭으로도 똑같이 초당 기가비트의 데이터를 주고 받을 수 있어야 하니 1000BASE-T 장비가 1000BASE-TX보다 비쌌던 게 당연했지만, 지금은 꾸준한 단가 하락와 공정 개선으로 1000BASE-T를 지원하지 않는 장비가 사실 상 거의 없다는 것이지요.
따라서 결론적으로 규격 상으로는 CAT5로도 기가비트 이더넷 네트워크 구축이 가능하다...고 말할 수 있겠지만 실제 환경에선 대개 그렇지가 않는 게 문제입니다. CAT5e 표준이 나온 뒤로는 CAT5 케이블 생산이 거의 멎었고, 두 규격이 거의 같기 때문에 CAT5가 지금은 아예 나오지 않는 걸로 압니다. 따라서 건물에 깔려있는 CAT5는 이미 낡을 대로 낡고 삭아버린 케이블이라 케이블 규격을 따지기 이전에 상태가 대단히 좋지 않기 때문에 기가비트 이더넷을 쓰기엔 다소 무리가 있는 편입니다. 그래서 일반적으로 더 이상 생산되지 않는 CAT5 대신 CAT5e를 기가비트 이더넷의 권장사양으로 얘기할 수 있는 것입니다. 최소사양이 아닌 이유는, 크로스토크에 대한 규격이 없는 CAT5에서도 전혀 문제없이 사용가능하기 때문이고, CAT5e는 이보다 더 나은 규격을 갖고 있기 때문입니다.
간혹 CAT5e로 충분하다는 말을 듣고 해봤더니 속도가 안나오더라, 하는 경우도 사실 위와 비슷한 이유입니다. 실제로 CAT5e 케이블이 나온지도 무지 오래 됐기 때문에 케이블 자체가 이미 낡았거나, 모듈러 잭을 잘못 찝었다든가, 의외로 드물지 않게 4페어 중 2페어만 연결된 경우가 대부분이었습니다. 때문에 댁이나 회사에 있는 케이블이 CAT5e라고 해서 무작정 케이블을 바꿔보려고 하시기보다는 우선 이미 있는 것도 쓸만한 거니까 먼저 시험해보고 결정해도 늦지 않는다는 점입니다.
또 이밖에 CAT6a나 CAT7를 알아보시는 분들은, 굳이 말릴 것까진 없겠지만 자기만족이랄까 그런 걸 제외한다면 들이는 돈에 비해서 얻으실 수 있는 게 없다는 점은 알아두시는 게 좋지 않을까 합니다. 10기가비트 이더넷은 심지어 CAT5e로도 보통 4-50미터까지는 쓸 수 있고, 규격상 최소사양은 CAT6a 케이블이지만 10기가비트 이더넷부터는 사실 상 광케이블과 광장비가 훨씬 더 싸고 품질도 훨씬 더 좋기 때문에 구리 케이블을 이용한 10기가비트 장비들의 가격이 현실화되기 전에, 기존에 매설된 대부분의 CAT5가 지금 그렇듯이 지금 산 구리케이블이 먼저 노후화되고, 광케이블 솔루션이 더 저렴해질 수도 있기 때문에 우선은 재고해보시는 게 좋을 듯 합니다. 만약 노이즈로 인한 문제가 심각하다면 상위 카테고리 케이블보다는 FTP나 STP 케이블 같은 차폐 케이블을 알아보시는 쪽이 비용과 효용면에서 더 나을 것이라 생각됩니다.
비교적 장문의 글이지만 지금 막 네트워크 구축을 고려하고 계신 분들께 도움이 됐으면 하는 뜻에서 적어보았습니다. 덧글을 통해 살을 더 붙여나가보도록 하겠습니다. 읽어주셔서 감사합니다.
저 같은 경우 현재 Cat.5e로 전체라인을 쓰고 있습니다.
(단자함에서 허브로 분배+각방마다 공유기 // 전체 공인ip 4개 들어옴)
각 IP마다 실사용, 웹서버용, 게임서버용, 데이터스토리지용 이렇게 사용중인데..
지금은 기가비트로 전부 연동되어 있지만 차후 10기가비트나 그 이상을 위해 Cat.7 정도로 아파트 내부 매립선을 교체할까 싶었거든요. (물론 그에 따른 스토리지 업그레이드도 동반되어야겠죠..)
대략 10기가비트가 자리잡기까지 5~10년이 걸린다고 봤을때 그 정도면 선재 부식이 좀 많이 이루어지려나요? 지금 광케이블로 대체하기엔 장비들이 호환이 안되서..ㅠㅠ
김골뱅님 // 이미 스토리지서버와 실사용 PC등은 레이드와 ssd 사용으로 순차적 R/W가 500MB/S 넘게 나오는 상황이라 10Gbe가 필요한 상황이었거든요..
(물론 제 식견이 짧아서 그런 것일수도 있습니다)
보통 mtu 사이즈를 바꾸어서 생기는 packet fregmentation 이 발생하는 경우 골치가 아프기 때문에 거의 1500으로 고정해서 썼던 것 같은데요
점보프레임을 사용하는 실제 예가 있는지.. 그리고 어느 기가빗 랜 구간이 아닌 100baseT 같은 저속망에서도 지원을 해주는지요?
제 경우에도 주변에서 점보프레임을 사용하는 경우는 많이 못봤습니다. TCP야 MSS를 미리 정하고 통신하기 때문에 괜찮지만 UDP나 다른 프로토콜이 라우터를 넘어갈 때 IP 단편화가 일어나는데, 라우팅 도중에 버려지는 경우가 있을 수도 있고 라우터에 세그먼테이션 부하를 주기 때문에 사설 네트워크에서 iSCSI 등의 SAN 같은 경우가 아닌, 인터넷에 열려있는 서버 환경에선 많이 안 쓸 듯 합니다.
기껏해야 3~4대 기기만 세팅을 하면 되니까요.
CAT5e 케이블이 정상적으로 만들어졌는지는 어떻게 확인할 수 있을까요? 장비가 필요한가요?
정보감사합니다.
(iperf 유용하네요. 기가비트넷이 작동하고 있나 방금 잘 확인했습니다.)
100M 면 충분할것 같던 시대가 지나고 이젠 1G내요..ㅋ
좋은 정보 잘 보고 갑니다.
그럼 기가비트 지원하는 공유기와 랜카드 랜선 사용중이면 따로 점보프레임 설정없이 사용 가능한건가요?
전 점보프레임 해야만 빨라지는줄 알았는데.. 집에서 사용중인 환경에 뭔가 잘못된게 있나보군요.
from CLIEN+
스위치가 기가빗이고 반대쪽 끝에도 기가빗 장비가 연결되어 있는데 fast ethernet으로 잡히더라구요.
케이블 때문이라고 생각해도 되겠죠?
또 의외로 어느 한 쪽 장비가 자동협상이 아니라 100BASE-TX 고정을 해놓아서 그런 경우도 적지 않으니 확인해보시는 것도 좋을 듯 합니다.
그래도 드물게 케이블 품질 때문에 그런 일이 있기도 하니 의심해볼만하긴 합니다.
도움이 많이 되었습니다.
후편 더 안 쓰시나요?
'허나 1000BASE-TX와 과거 패스트 이더넷 규격인 100BASE-TX가 이름이 서로 비슷했기 때문에'라고 정정합니다.
아파트에서 메인 망을 기가빗 공유기로 쓰면서, 방에 끌어들인 망이 기가빗으로 나오지 않길래 벽에 포설된 망이 100BASE이기 때문이다라고 그냥 단정지어 버리고 케이블 연결 상태를 무시했었거든요.
케이블이 CAT5 여도 지원을 한다는 걸 알고나니, 문제는 그게 아니었네요.. 집에 가서 방으로 연결된 망이 2p만 연결이 되어있는지 4p로 연결 되어있는지 확인해 봐야겠네요..
from CLIEN+