1993.1.21

SUBJECT: Repeater란 ?

MEANING OF THIS MEMO
"PC LAN 강좌 - 인터네트워크" (PC ADVANCE 91.11, 이종일)에서 발췌함.

DESCRIPTION:

0. 개요
   * OSI의 physical layer에 해당하는 기능을 수행.
   * 전송신호의 증폭과 재생을 기본기능으로 하여 LAN을 상호접속하거나
     거리를 연장시키고 접속되는 장치의 수를 증가시키는데 사용된다.
     즉 repeater의 주된 기능은 두 개의 LAN을 연결시켜 데이타 bit를 하나의 LAN segment에서
     다음 segment로 전송하는 과정에서 신호의 감쇄를 보장해 줌으로써
     두 개의 LAN을 물리적으로 연결된 하나의 네트웍으로 만들어 준다.
   * repeater의 구체적인 용도는 두개 또는 그 이상의 LAN을 repeater로 연결함으로써
     전체 네트웍의 거리를 확장하는 것이다.

1. 기능
   * Ethernet의 경우를 본다면,
     동축케이블 길이가 길어짐에 따라 전압 강하가 발생하여 전송매체상에서 데이타 신호의
     왜곡이 증대하고, 결국 수신노드의 트랜시버가 신호를 정확하게 수신할 수 없게 되므로
     IEEE 802.3 사양에서는 한 segment의 길이를 185m(thin 동축케이블 사용시) 또는
     500m(thick 동축케이블 사용시)로 제한하고 있다.
   * 규정에 의하면 네트웍의 길이가 185m나 500m를 초과하게 되면 
     전송 신호의 품질을 보장할 수 없기 때문에 규정된 길이 이상의 네트웍을 구성할 수 없게 된다.
     이 때 repeater를 사용하면 repeater가 신호를 증폭시켜 줌으로써 
     네트웍의 규모가 규정된 길이의 2배로 확장되고
     결과적으로 서로 고립되어 있는 제한된 거리의 두 네트웍은 한 네트웍으로 통합된다.
     이처럼 repeater는 거리에 제한을 받고 있는 LAN을 확장시킬 때 사용한다.
   * repeater는 전기신호만을 증폭시키므로 상위계층의 모든 프로토콜과는 무관하게 작동한다.
     즉 전달되는 신호의 내용이 TCP/IP 패킷이던 Xerox 패킷이던 관계하지 않고
     물리적 신호만을 처리함으로써 repeater를 경유하는 신호의 내용에는 전혀 영향을 주지 않아
     상위계층에 대해 소위 투명한(transparent) 서비스를 제공한다. 
   * 이러한 기능은 repeater의 강점이 되기도 하지만 패킷으 내요에 대하여 아무런 작업도
     수행하지 않기 때문에, 네트웍 관리의 측면에서 본다면 전송매체의 고장이나 충돌감지 등
     지극히 초보적인 네트웍 관리기능 이외에는 아무런 관리 기능도 제공하지 못한다.
   * Ethernet repeater의 경우를 예로 든다면,
     데이타의 수신시에 preamble 중의 일부가 분실되는 현상이 일어나는데
     여러개의 repeater를 경유하는 사이에 분실되는 preamble의 수가 증가하게 되면
     Ethernet의 정상적인 작동이 보장되지 않으므로  네트웍의 길이를 확장하기 위하여
     무한정으로 repeater를 사용하는 것은 문제가 된다.
     IEEE 802.3 사양에서 한 네트웍에서 사용할 수 있는 repter의 최대수를 4개로하여
     네트웍의 총길이를 제한하는 것은 바로 이러한 이유 때문이다.

     ☞ preamble ?
        데이타 통신의 궁극적 목표는 데이타를 분실하거난 에러 없이 목적지에 전송하는 것이다.
        이러한 목적에 부합되도록 하려면 네트웍에서 교환되는 모든 데이타에 부가적인 몇가지 정보가
        더 추가되어야 한다.
        일반적으로 사용되고 있는 프로토콜을 보면 송수신지 주소, 데이타의 길이, 데이타의 유형,
        통신제어용 데이타, 전송에러를 검출해내기 위한 여분의 데이타 등이 합쳐져서 
        하나의 '프레임(frame)'을 형성하고 있다.
        Ethernet에서도 일반적인 통신에서의 원칙에 따라 데이타 이외에도 여러가지 항목들이 합쳐져서
        프레임을 구성하고 있다.  
        그 중 한 항목이 'preamble'인데 
        이의 기능은 전송매체에 연결되어 있는 모든 회로를 안정한 상태로 만들고
        H/W의 동기를 맞추어 주기 위하여 사용되는 것으로
        10101010이 7회 연속 반복되는 56bit로 구성되어 있다.

   * repeater는 지극히 단순한 기능을 처리하는 장치이기 때문에 종류가 많지 않지만 
     사양에서 제시하는 기본적인 기능만을 수행하는 '단순한 repeater'와
     기본기능을 일부 '개선한 repeater'로 나누어 볼 수 있다.
   * '단순한 repeater'는 한 segment로부터 수신한 전기적 신호를 가공하거나 별도의 처리를 하지 않고 
     단순히 신호의 재생만을 하여 다음 segment로 넘긴다.
     이 때 연결하는 두 LAN은 속도가 달라서는 안되며 수신한 신호는 즉시 통과된다.
     이 repeater는 내부적으로 데이타의 처리를 하지 않으므로 데이타 충돌, 에러 발생, 재전송 횟수 등
     단순한 통계의 수집 이외에는 아무런 관리기능도 수행하지 못한다.
   * 단순한 repeater의 기술을 '개선한 repeater'는 수신한 데이타를 패킷 단위로 모아서
     일시적으로 보관한 다음 분실된 preamble을 복원한 패킷을 송출하므로 preamble의 손상으로 인한
     문제가 극복된다.
     따라서 이 repeater에서는 repeater 댓수의 제한 및 최대 네트웍 길이의 제한에서 벗어날 수 있다.
     또한 일시적으로 보관하는 패킷은 에러를 분석하고 데이타의 프로토콜을 파악하는 등의 용도로
     검사될 수 있기 때문에 에러검출, 각종 통계파악, 네트웍 관리기능 등이 강화될 수 있다.
   * 근래 LAN 업체에서 판매되고 있는각종 repeater는 단순한 repeater의 기술을 개선하여
     어떠한 형식으로든 기본 기능이외에 나름대로의 부가 기능을 추가함으로써 다양한 네트웍 환경에
     편리하게 사용될 수 있도록 고안되어 있다.
   * 네트웍 관리 특히 케이블의 관리 측면에서 보면 네트웍의 규모가 커지며 
     "① 네트웍 관리의 중요성"이 날로 증가함에 따라 관리 기능이 추가된 repeater가 등장하고 있다.
     관리 기능의 예로는
     네트웍 관리장치에서 전체 네트웍의 구성 및 상태를 한눈에 살펴 볼 수 있는 기능을 비롯하여,
     고장이 났거나 수리를 필요로하는 노드를 관리장치에서의 명령에 의하여 네트웍으로부터 분리시키고
     필요시 다시 네트웍에 접속시키는 기능 등이 있다.
     특정 노드의 감시 및 관리 뿐 아니라 segment 단위의 관리도 가능하여 네트웍의 정상적인 작동에
     불필요한 영향을 주는 segment의 분리 및 추가도 가능하다.
   * "② 전송매체의 제한을 극복하는 것"도 repeater의 주요 개선 사항이다.
     전송매체의 수용이라는 측면에서는 
     각 전송매체를 연결하기 위한 접속 장치들을 별도의 모듈로 구성하여 
     하나의 repeater에 장착함으로써 하나의 repeater에 동축,  twisted pair, 광 케이블 등 
     다양한 전송매체를 연결하여 이들을 한 네트웍에 수용하고 있다.
     특히 모듈 방식으로 구성되는 repeater들은 환경에 따라 각 전송매체를 효율적으로 사용하는데
     많은 도움을 주고 있다.  예를 들어 광케이블을 backbone으로 하고 몇몇 중요한 segment는
     thick 동축 케이블 나머지는 thin이나 twisted pair 케이블을 사용하여 네트웍을 구성하는 것이
     전형적인 경우이다.
  
   

Revision History
Created        on Jan. 21 ,1993