이더넷
1. 개요
'''Ethernet'''
사무실, 학교, PC방 등의 LAN(근거리 통신망) 환경에서 거의 절대 다수를 차지하는 네트워크 구성 방식. 1980년에 상용화 되었으니 꽤 오래된 방식이나 현재도 건재하게 버티고 있다. 유선 인터넷이 된다면 이더넷을 쓰는 환경이라고 생각하면 된다. 와이파이 안 되면 케이블 꽂아야 한다.
2. 인터넷? 이더넷?
이더넷은 한때 유행했던 빛의 전달 물질이라는 에테르(ether)라는 물질에서 유래 한다. 인터넷과 이더넷이 비슷비슷한 단어라서 이더넷이라는 단어를 처음 접하는 사람은 인터넷을 쓰려다가 오타를 냈나 생각하기 쉽다.
인터넷은 소프트웨어를 포함한 개념이다. 이더넷, 와이파이로 거의 다 바뀌어서 사멸된 거나 마찬가지인 기타 전송 방식 등등은 물리적인 개념으로 보면 된다. 인터넷은 교통, 이더넷은 도로로 치환해서 생각하면 보다 쉽게 이해할 수 있다. 교통에서 도로는 절대적이지만 그것만으로 모든 교통이 이뤄지지 않는다. 지상을 철도로, 해상을 선박으로, 상공을 비행기로도 교통이 이뤄질 수 있는 것이다. 도로, 해로, 항공로, 철로만 있어서는 또 교통이 성립되지 않는다. 그를 통해 이동하는 차, 배, 비행기, 열차 교통수단, 교통 수단을 타고 다니는 승객, 화물을 통틀어 교통이 되는 것이므로.
예를 들면 스마트폰들은 인터넷은 되지만 유선 이더넷은 안 된다. 유선 이더넷 호환 단자가 없기 때문. USB 어댑터 등을 통해 이더넷에 연결시킬 수는 있다. OS 단위로는 대부분 지원하고 있기 때문. USB micro B 단자만 있다면 USB 호스트 어댑터가 필요하지만 USB Type-C는 이더넷 어댑터 직결이 가능하다. 대신 Wi-Fi (무선 이더넷)), LTE를 통해 인터넷에 접속한다.
플레이스테이션 2는 이더넷은 되지만 (보통 생각하는) 인터넷은 안 된다. 이더넷 단자는 있는데 플스 망에만 접속이 되기 때문이다.
최근 Wi-Fi가 대중화되면서 일부 최신 노트북 이더넷 단자가 없어지는 추세이다. 이 경우에는 USB 형태의 이더넷 어댑터를 사용하거나(예: LG gram-Type C 이더넷 어댑터), 노트북 제조사 전용 인터페이스로 이더넷을 외부 어댑터를 통해서 사용할 수 있도록 해 두었다.
3. 이더넷 발전 과정
- 1977 - 동축 케이블 기반 이더넷 개발(10Base-5)
- 1985 - IEEE 802.3 동축케이블 기반 이더넷 표준화(10Base-5,10Base-10)
- 1990 - IEEE 802.3i UTP 기반 이더넷 표준화(10Base-T)
- 1995 - IEEE 802.3u 100Mbps 고속 이더넷 표준화(100Base-TX/FX)
- 1998 - IEEE 802.3z 1Gbps 이더넷 표준화(1000Base-SX/LX/CX)
- 2002 - IEEE 802.3ae 10Gbps 이더넷 표준화(10GBase-S/L/E) 이때는 광케이블.
- 2006 - IEEE 802.3an 10Gbps UTP 이더넷 표준화(10GBase-T)
- 2010 - IEEE 802.3ba 100G 및 40G 이더넷 표준화. 여기서부터는 광케이블이 기본이다.
- 2016 - IEEE 802.3bz: 2.5G 및 5G 이더넷 표준화 - 1G 이더넷에서 널리 쓰이는 카테고리 5e 와 카테고리 6 케이블을 그대로 활용하여 속도를 올리고자 하는 목표로 만들어졌다. 10G로 바로 넘어가기에는 제약이 크기에 중간에 완충하는 효과를 기대할 수 있다. 대표적으로 메인 드라이브가 NVMe 규격이어야 한다는 제약. 이 기준에 미달되면 극심한 병목 현상이 나타난다. 최종 데이터가 HDD에 있다면 실제 순차 읽기 속도가 250MB/s 정도밖에 안되어서 2.5G 인터넷을 벗어나기 어렵다. 802.11ac, 802.11ax 160MHz 정도 되면 이미 1Gbps를 능가하고, LTE도 Category 에 따라서는 1Gbps 를 넘어서므로 [1] 상향 자체는 필요한 것이 현실적 이유.
- 2017 - IEEE 802.3bs 200GbE/400GbE 표준 제정.
RJ-45 보급 이후로는 동축 케이블과 버스형 네트워크의 단점 때문에 Twisted Pair 케이블과 RJ-45 단자를 사용하는 형태로 바뀌었다. Twisted Pair 케이블은 케이블 내부에 서로 꼬여 있는 전선 쌍으로 데이터를 전송하는 케이블이며, 보통 사용하는 것은 UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블이다. 고가형 케이블은 케이블 전체를 차폐하거나, 케이블 내에 들어 있는 각 쌍을 차폐하는 실드가 들어 있는 것도 있다. TP 케이블만으로는 전송 거리에 한계가 있기 때문에, 먼 거리를 이더넷으로 연결해야 하거나 전자파 간섭이 심한 환경에서는 광 케이블을 통해서 전송한다. 케이블 자체는 FTTH에 사용하는 것과 기술적인 차이가 없지만 케이블을 타고 전송되는 프로토콜(FTTH는 PON, 광 이더넷은 이더넷)이 다르다. 이외에도 USB Type-C로도 이더넷 통신이 가능하다.
이와 함께 네트워크 구조도 스타형으로 변경되어, 모든 케이블이 집중되는 네트워크 허브가 등장했다. 초기 허브는 단순히 들어온 이더넷 패킷을 모든 포트로 뿌려 주는 더미 허브였으나, 이후 이더넷 MAC 주소를 파악해서 해당 케이블이 연결된 포트로만 뿌려 주는 스위칭 허브(L2 스위치)가 주류가 되었다. 더미 허브까지는 수신자가 자기가 아닌 패킷을 네트워크 카드에서 걸러내야 했지만, 스위칭 허브부터는 수신자가 받아야 할 패킷만 받게 되었기 때문에 안정성이 더 높아졌다.
10Mbps 이더넷부터 100Gbps 이더넷까지는 새로운 기술이 나올 때마다 전송 속도가 10배씩 증가했다. 10G/100G 이더넷은 데이터센터나 통신사의 백본 네트워크에 주로 사용되며, 일반 가정 및 사무실 내에서는 오래된 시설이 아니면 1Gbps가 일반화되어 있다. 10Gbps 듀얼 이더넷 랜카드의 경우 PCI Express x8 을 요구하는데, 개인용 메인보드에서는 찾아보기 어렵다.
다만 10배 증가가 원칙이긴 했으나, 중간에 40G 규격도 나오고, 2.5G, 5G 등이 정식 표준으로 인정되면서 좀 더 세밀하게 속도를 나누어 쓸 수 있게 되었다.
2020년 현재 대부분의 가정용 데스크탑 메인보드와 노트북은 1Gbps 이더넷에 만족하고 있는게 현실이다. 보급형 이더넷 칩셋으로 유명한 Realtek은 2.5Gbps 정도를 판매하고 있고, USB 3.2 를 이용해서도 5GbE 정도를 사용하는게 한계점. 10GbE는 PCI Express 직결이나 Thunderbolt 를 필요로 한다. 좀 더 고속을 추구하는 일부 고급 NAS와 공유기는 Link Aggregation 으로 1GbE를 2개 묶어 2Gbps를 실현하는게 보통이다.
집 내부의 회로를 이용해 전원단자만 있다면 어디든지 이더넷에 연결할 수 있는 홈 플러그도 있다. 속도와 안정성에는 변수가 많은데 일반 이더넷 케이블과 동일한 속도를 내는 경우도 있지만 회로 중간에 필터가 존재하거나 주변에 냉장고같이 노이즈를 내보내는 전자기기가 있을 경우에는 와이파이보다도 못할 수 있다. 보안상으로도 어댑터끼리 패킷을 스스로 암호화하는 기능이 없으면 다른 방이나 (회로를 공유할 경우) 다른 집에 있는 사람이 모든 패킷을 감청할 수도 있다. 전술한 이유때문에 한국의 주류 주거 시설인 아파트와는 어울리지 않아 국내에선 보기 힘들다. 평균적으로 30~40평인 아파트에선 와이파이로도 충분하고 정 안되면 그냥 이더넷 선을 쓰는게 더 낫기때문.
[1] 한국에 2015년 상용화된 Cat.18만 해도 1200Mbit/s를 스펙에 기재하고 있다.