이더넷의 종류와 특징
이더넷의 종류와 특징
1. 이더넷 규격 개요
이더넷 규격이란?
- 이더넷은 케이블 종류와 통신 속도에 따라 다양한 규격으로 분류
- IEEE 802.3 표준으로 정의
- 규격 이름에 속도, 전송 방식, 케이블 정보 포함
이더넷 규격 명명법
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 이더넷 규격 명명법 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 10 BASE - T │
│ │ │ │ │
│ │ │ └── 케이블 종류 또는 특성 │
│ │ │ T: Twisted Pair (UTP) │
│ │ │ F: Fiber (광케이블) │
│ │ │ S: Short wavelength │
│ │ │ L: Long wavelength │
│ │ │ 숫자: 케이블 길이 (×100m) │
│ │ │ │
│ │ └── 전송 방식 │
│ │ BASE: Baseband (디지털, 단일 채널) │
│ │ BROAD: Broadband (아날로그, 다중 채널) │
│ │ │
│ └── 통신 속도 (Mbps) │
│ 10 = 10Mbps │
│ 100 = 100Mbps │
│ 1000 = 1Gbps │
│ 10G = 10Gbps │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘명명법 예시
10BASE5:
─────────────────────────────────────────
10 = 10Mbps
BASE = Baseband 전송
5 = 최대 500m (×100)
10BASE-T:
─────────────────────────────────────────
10 = 10Mbps
BASE = Baseband 전송
T = Twisted Pair (UTP 케이블)
1000BASE-SX:
─────────────────────────────────────────
1000 = 1000Mbps (1Gbps)
BASE = Baseband 전송
S = Short wavelength (단파장)
X = 광케이블 (Fiber)2. 주요 이더넷 규격
규격 요약표
| 규격 이름 | 통신 속도 | 케이블 | 최대 길이 | 표준화 연도 |
|---|---|---|---|---|
| 10BASE5 | 10Mbps | 동축 케이블 (Thick) | 500m | 1982년 |
| 10BASE2 | 10Mbps | 동축 케이블 (Thin) | 185m | 1985년 |
| 10BASE-T | 10Mbps | UTP (Cat3 이상) | 100m | 1990년 |
| 100BASE-TX | 100Mbps | UTP (Cat5 이상) | 100m | 1995년 |
| 100BASE-FX | 100Mbps | 광케이블 (MMF) | 2km | 1995년 |
| 1000BASE-T | 1Gbps | UTP (Cat5e 이상) | 100m | 1999년 |
| 1000BASE-SX | 1Gbps | 광케이블 (MMF) | 550m | 1998년 |
| 1000BASE-LX | 1Gbps | 광케이블 (SMF) | 5km | 1998년 |
| 10GBASE-T | 10Gbps | UTP (Cat6a 이상) | 100m | 2006년 |
| 10GBASE-SR | 10Gbps | 광케이블 (MMF) | 300m | 2002년 |
| 10GBASE-LR | 10Gbps | 광케이블 (SMF) | 10km | 2002년 |
3. 초기 이더넷 (10Mbps)
10BASE5 (Thick Ethernet)
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 10BASE5 │
│ "Thick Ethernet" │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 속도: 10Mbps │
│ 케이블: 두꺼운 동축 케이블 (직경 약 10mm) │
│ 최대 길이: 500m (세그먼트당) │
│ 표준화: 1982년 (IEEE 802.3) │
│ │
│ 구조: │
│ ════════════════════════════════════════════ │
│ │ │ │ │ │
│ [AUI] [AUI] [AUI] [AUI] │
│ │ │ │ │ │
│ [트랜시버] [트랜시버] [트랜시버] [트랜시버] │
│ │ │ │ │ │
│ [PC] [PC] [PC] [PC] │
│ │
│ 특징: │
│ • 최초의 이더넷 표준 │
│ • 트랜시버로 케이블에 연결 │
│ • 버스 토폴로지 │
│ • 현재 사용하지 않음 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘10BASE2 (Thin Ethernet)
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 10BASE2 │
│ "Thin Ethernet" │
│ "Cheapernet" │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 속도: 10Mbps │
│ 케이블: 얇은 동축 케이블 (RG-58, 직경 약 5mm) │
│ 최대 길이: 185m (세그먼트당) │
│ 표준화: 1985년 (IEEE 802.3a) │
│ │
│ 구조: │
│ ─────[T]─────[T]─────[T]─────[T]───── │
│ │ │ │ │ │
│ [PC] [PC] [PC] [PC] │
│ │
│ [T] = T커넥터 (BNC) │
│ │
│ 특징: │
│ • 10BASE5보다 저렴하고 유연 │
│ • BNC 커넥터 사용 │
│ • 버스 토폴로지 │
│ • 양 끝에 터미네이터 필요 │
│ • 현재 사용하지 않음 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘10BASE-T
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 10BASE-T │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 속도: 10Mbps │
│ 케이블: UTP 케이블 (Cat3 이상) │
│ 커넥터: RJ-45 │
│ 최대 길이: 100m │
│ 표준화: 1990년 (IEEE 802.3i) │
│ │
│ 구조 (스타 토폴로지): │
│ │
│ [PC] [PC] │
│ │ │ │
│ └───┬───┘ │
│ │ │
│ ┌─────┴─────┐ │
│ │ HUB or │ │
│ │ SWITCH │ │
│ └─────┬─────┘ │
│ │ │
│ ┌───┴───┐ │
│ │ │ │
│ [PC] [PC] │
│ │
│ 특징: │
│ • UTP 케이블 사용 시작 (혁신!) │
│ • 스타 토폴로지로 변경 │
│ • 설치 및 관리 용이 │
│ • 허브/스위치 사용 │
│ • 현재 레거시 시스템에서 일부 사용 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘4. Fast Ethernet (100Mbps)
100BASE-TX
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 100BASE-TX │
│ "Fast Ethernet" │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 속도: 100Mbps │
│ 케이블: UTP 케이블 (Cat5 이상) │
│ 커넥터: RJ-45 │
│ 최대 길이: 100m │
│ 표준화: 1995년 (IEEE 802.3u) │
│ │
│ 케이블 사용: │
│ ┌─────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 쌍 1 (1,2번): 송신 (TX) │ │
│ │ 쌍 2 (3,6번): 수신 (RX) │ │
│ │ 쌍 3 (4,5번): 미사용 │ │
│ │ 쌍 4 (7,8번): 미사용 │ │
│ └─────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 특징: │
│ • 10BASE-T의 10배 속도 │
│ • 같은 UTP 케이블 인프라 사용 가능 │
│ • 전이중/반이중 모두 지원 │
│ • 가장 널리 보급된 이더넷 규격 중 하나 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘100BASE-FX
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 100BASE-FX │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 속도: 100Mbps │
│ 케이블: 광케이블 (멀티모드, MMF) │
│ 커넥터: SC, ST, LC │
│ 최대 길이: 2km (전이중) │
│ 표준화: 1995년 (IEEE 802.3u) │
│ │
│ 특징: │
│ • 장거리 전송 가능 │
│ • 전자기 간섭 없음 │
│ • 건물 간 연결에 사용 │
│ • 백본 네트워크에 적합 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘5. Gigabit Ethernet (1Gbps)
1000BASE-T
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 1000BASE-T │
│ "Gigabit Ethernet" │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 속도: 1000Mbps (1Gbps) │
│ 케이블: UTP 케이블 (Cat5e 이상, Cat6 권장) │
│ 커넥터: RJ-45 │
│ 최대 길이: 100m │
│ 표준화: 1999년 (IEEE 802.3ab) │
│ │
│ 케이블 사용 (4쌍 모두 사용): │
│ ┌─────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 쌍 1 (1,2번): 양방향 250Mbps │ │
│ │ 쌍 2 (3,6번): 양방향 250Mbps │ │
│ │ 쌍 3 (4,5번): 양방향 250Mbps │ │
│ │ 쌍 4 (7,8번): 양방향 250Mbps │ │
│ │ ───────────────────────────── │ │
│ │ 총합: 250 × 4 = 1000Mbps │ │
│ └─────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 특징: │
│ • 4쌍 모두 사용 (하이브리드 전송) │
│ • 각 쌍이 양방향 통신 (에코 캔슬레이션) │
│ • 기존 Cat5e 케이블 활용 가능 │
│ • 현재 가장 보편적인 LAN 규격 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘광케이블 기가비트 이더넷
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 광케이블 기가비트 이더넷 │
├──────────────┬──────────────────────────────────────────────┤
│ │ │
│ 1000BASE-SX │ • 단파장 (850nm) │
│ │ • 멀티모드 광케이블 (MMF) │
│ │ • 최대 550m │
│ │ • 건물 내 백본 │
│ │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ │ │
│ 1000BASE-LX │ • 장파장 (1310nm) │
│ │ • 싱글모드 광케이블 (SMF) │
│ │ • 최대 5km │
│ │ • 캠퍼스/건물 간 연결 │
│ │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ │ │
│ 1000BASE-LH │ • 장파장 (1550nm) │
│ │ • 싱글모드 광케이블 │
│ │ • 최대 70km │
│ │ • 장거리 WAN 연결 │
│ │ │
└──────────────┴──────────────────────────────────────────────┘6. 10 Gigabit Ethernet (10Gbps)
10GBASE-T
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 10GBASE-T │
│ "10 Gigabit Ethernet" │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 속도: 10Gbps │
│ 케이블: UTP 케이블 (Cat6a 이상) │
│ 커넥터: RJ-45 │
│ 최대 길이: 100m (Cat6a), 55m (Cat6) │
│ 표준화: 2006년 (IEEE 802.3an) │
│ │
│ 케이블 요구 사항: │
│ ┌─────────────────────────────────────────┐ │
│ │ Cat6: 최대 55m │ │
│ │ Cat6a: 최대 100m (권장) │ │
│ │ Cat7: 최대 100m │ │
│ └─────────────────────────────────────────┘ │
│ │
│ 특징: │
│ • 기가비트의 10배 속도 │
│ • 데이터센터, 서버룸에서 주로 사용 │
│ • 전력 소비가 큼 │
│ • Cat6a 케이블 권장 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘광케이블 10G 이더넷
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 광케이블 10G 이더넷 │
├──────────────┬──────────────────────────────────────────────┤
│ │ │
│ 10GBASE-SR │ • Short Range (단거리) │
│ │ • 멀티모드 (850nm) │
│ │ • 최대 300m (OM3), 400m (OM4) │
│ │ • 데이터센터 내부 │
│ │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ │ │
│ 10GBASE-LR │ • Long Range (장거리) │
│ │ • 싱글모드 (1310nm) │
│ │ • 최대 10km │
│ │ • 캠퍼스/WAN 연결 │
│ │ │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ │ │
│ 10GBASE-ER │ • Extended Range (초장거리) │
│ │ • 싱글모드 (1550nm) │
│ │ • 최대 40km │
│ │ • 메트로/WAN 연결 │
│ │ │
└──────────────┴──────────────────────────────────────────────┘7. 고속 이더넷 (40G/100G/400G)
초고속 이더넷 규격
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 초고속 이더넷 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 40 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ba, 2010년) │
│ ───────────────────────────────────────── │
│ • 40GBASE-SR4: MMF, 100m │
│ • 40GBASE-LR4: SMF, 10km │
│ • 40GBASE-T: Cat8, 30m │
│ │
│ 100 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3ba, 2010년) │
│ ───────────────────────────────────────── │
│ • 100GBASE-SR10: MMF, 100m │
│ • 100GBASE-LR4: SMF, 10km │
│ • 100GBASE-ER4: SMF, 40km │
│ │
│ 200/400 Gigabit Ethernet (IEEE 802.3bs, 2017년) │
│ ───────────────────────────────────────── │
│ • 200GBASE-SR4: MMF, 100m │
│ • 400GBASE-SR16: MMF, 100m │
│ • 400GBASE-LR8: SMF, 10km │
│ │
│ 용도: 데이터센터, 클라우드 인프라, 백본 네트워크 │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘8. 이더넷 발전 역사
연대별 발전
이더넷 발전 타임라인:
1973년 ──── Xerox PARC에서 최초 개발 (2.94Mbps)
│
1980년 ──── DIX 이더넷 발표 (DEC, Intel, Xerox)
│
1982년 ──── 10BASE5 (IEEE 802.3)
│ └── 최초 표준, 동축 케이블
│
1985년 ──── 10BASE2
│ └── 얇은 동축 케이블, 저렴
│
1990년 ──── 10BASE-T ★
│ └── UTP 케이블 시대 시작!
│
1995년 ──── 100BASE-TX (Fast Ethernet) ★
│ └── 100Mbps, 대중화
│
1998년 ──── 1000BASE-X (Gigabit, 광케이블)
│
1999년 ──── 1000BASE-T (Gigabit, UTP) ★
│ └── 현재 LAN 표준
│
2002년 ──── 10GBASE-X (10G, 광케이블)
│
2006년 ──── 10GBASE-T (10G, UTP)
│ └── 데이터센터 표준
│
2010년 ──── 40G/100G Ethernet
│
2017년 ──── 200G/400G Ethernet
│
현재 ──── 800G/1.6T Ethernet 개발 중
★ = 중요 전환점속도 발전 그래프
이더넷 속도 발전 (로그 스케일):
속도
│
400G├─────────────────────────────────────────● 2017
│
100G├──────────────────────────────● 2010
│
10G├───────────────────● 2002/2006
│
1G├────────● 1998/1999
│
100M├──● 1995
│
10M├● 1982
│
└──────────────────────────────────────────→ 연도
1980 1990 2000 2010 2020
약 10년마다 10배씩 속도 증가!9. 케이블 카테고리와 규격 매칭
UTP 케이블 카테고리
| 카테고리 | 대역폭 | 지원 규격 | 비고 |
|---|---|---|---|
| Cat3 | 16MHz | 10BASE-T | 전화선, 구형 |
| Cat5 | 100MHz | 100BASE-TX | 단종, 비권장 |
| Cat5e | 100MHz | 1000BASE-T | 현재 최소 권장 |
| Cat6 | 250MHz | 1000BASE-T, 10GBASE-T (55m) | 일반 사용 |
| Cat6a | 500MHz | 10GBASE-T (100m) | 10G 권장 |
| Cat7 | 600MHz | 10GBASE-T | 실드 케이블 |
| Cat8 | 2000MHz | 25GBASE-T, 40GBASE-T | 데이터센터 |
규격별 권장 케이블
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 규격별 권장 케이블 │
├──────────────┬──────────────────────────────────────────────┤
│ 규격 │ 권장 케이블 │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ 10BASE-T │ Cat3 이상 (현재 비사용) │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ 100BASE-TX │ Cat5 이상 (Cat5e 권장) │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ 1000BASE-T │ Cat5e 이상 (Cat6 권장) │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ 10GBASE-T │ Cat6a 이상 (필수) │
│ │ Cat6: 55m까지만 │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ 25GBASE-T │ Cat8 │
├──────────────┼──────────────────────────────────────────────┤
│ 40GBASE-T │ Cat8 │
└──────────────┴──────────────────────────────────────────────┘10. 현재 주로 사용되는 규격
환경별 권장 규격
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 환경별 권장 이더넷 규격 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ 가정/소규모 사무실 (SOHO) │
│ ─────────────────────── │
│ • 1000BASE-T (기가비트) │
│ • 케이블: Cat5e 또는 Cat6 │
│ • 가성비 최고 │
│ │
│ 중소기업 │
│ ─────────────────────── │
│ • 엔드포인트: 1000BASE-T │
│ • 백본: 10GBASE-T 또는 10GBASE-SR │
│ • 케이블: Cat6 (엔드), Cat6a/광 (백본) │
│ │
│ 대기업/데이터센터 │
│ ─────────────────────── │
│ • 서버: 10GBASE-T, 25GBASE-T │
│ • 백본: 40G/100G (광케이블) │
│ • 케이블: Cat6a/Cat8, 광케이블 │
│ │
│ 클라우드/대규모 데이터센터 │
│ ─────────────────────── │
│ • 서버 간: 25G/100G │
│ • 스파인-리프: 100G/400G │
│ • 케이블: 광케이블 (QSFP+, QSFP28) │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘핵심 정리
| 개념 | 설명 |
|---|---|
| 이더넷 규격 | 속도, 전송 방식, 케이블 종류에 따른 표준 |
| BASE | Baseband 전송 방식 (디지털, 단일 채널) |
| 10BASE-T | 10Mbps, UTP 케이블, 스타 토폴로지 시작 |
| 100BASE-TX | 100Mbps, Fast Ethernet |
| 1000BASE-T | 1Gbps, 현재 LAN 표준 |
| 10GBASE-T | 10Gbps, 데이터센터 표준 |
규격 명명법 요약
┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 규격 명명법 요약 │
├─────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ │
│ [속도] [전송방식] - [케이블/특성] │
│ │
│ 속도: │
│ • 10, 100, 1000: Mbps 단위 │
│ • 10G, 40G, 100G: Gbps 단위 │
│ │
│ 전송방식: │
│ • BASE: Baseband (일반적) │
│ │
│ 케이블/특성: │
│ • T: Twisted Pair (UTP) │
│ • F, FX: Fiber (광케이블) │
│ • S, SX, SR: Short (단거리/단파장) │
│ • L, LX, LR: Long (장거리/장파장) │
│ • 숫자: 케이블 길이 ×100m (동축) │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘용어 정리
- Baseband: 디지털 신호를 그대로 전송하는 방식, 단일 채널 사용
- UTP (Unshielded Twisted Pair): 비차폐 꼬임 쌍선 케이블
- MMF (Multi-Mode Fiber): 멀티모드 광케이블, 단거리용
- SMF (Single-Mode Fiber): 싱글모드 광케이블, 장거리용
- Fast Ethernet: 100Mbps 이더넷 (100BASE-TX)
- Gigabit Ethernet: 1Gbps 이더넷 (1000BASE-T)
- 10G Ethernet: 10Gbps 이더넷 (10GBASE-T)