10기가 네트워크 구축에 관한 썰

금년부터 일반인을 위한 10기가 인터넷이 시작되었습니다.

물론 월 비용은 후덜덜 하고 실제로 10기가 속도를 보장해주지도 못합니다. 그럼에도 불구하고 기존의 100메가나 500메가 서비스와 다른 1기가 서비스에 대한 만족도가 높았던 기억이 있는 분이 많았던 만큼 신규 출시되는 2.5기가, 5기가, 10기가 서비스에 대한 관심도 많습니다.

그런데 아이러니 하게도 보통은 고객용 단말이 선도하는 유선 통신시장에서 역전 현상이 일어났습니다. 10기가 인터넷 서비스를 제공한다면서 실제로 고객은 10기가 네트워크장비가 전혀 보급이 안된 상태 입니다. 여전히 PC 나 AP 등 고객용 단말기들은 RJ45 방식의 1기가 포트만 제공합니다.

그럼 어떻게 10기가 인터넷을 사용하란거지?

KT 의 경우 일반적인 10기가 인터넷 가입시 조건은 다음과 같습니다.

제공 장비

- FTTH 10G 모뎀 : 10G RJ45 WAN 포트 1개, 1Gbps LAN 포트 3개

- 10G 와이파이 공유기(AP) : 2.5Gbps RJ45 WAN 포트 1개, 1Gbps LAN 포트 4개 (실제로는 10기가 지원 포트는 없음)

만일 PC 에서 직접 10기가 인터넷을 사용하고 싶다면, RJ45 방식의 10기가 이더넷 카드를 구매하거나 임대해서 PC 에 장착해야 하고 딱 한대만 사용가능 합니다. (한대의 단말만 10기가 지원으로 등록 가능)

그리고 케이블의 길이는 최대 10미터 안쪽을 권장하고 카테고리 6e이상이 되야 기대한 속도가 나옵니다. (길이가 길어지면 cat.7 권장)

실제 구성을 한다면,

만일 한대의 PC 에 10기가 인터넷을 연결하고 나머지 1기가 포트 3개중 한 개를 무선 공유기에 연결하면 PC 를 제외한 나머지는 그냥 1기가 서비스와 동일한 속도가 최대로 됩니다.

만일 10기가 포트를 무선 공유기의 2.5기가 포트로 연결한다면,(이 경우엔 10기가 서비스가 아닌 2.5기가 서비스에 가입하는게 당연한 선택입니다. 그 이상은 낭비가 되니) 공유기에 연결된 PC나 스마트폰 등 단말기들이 동시에 다운로드나 업로드 할 수 있는 최대 속도의 합은 2.5기가가 되지만 각 단말은 여전히 기존처럼 1기가이상 사용하는 것이 불가능 합니다.

왜 이런 이상한 서비스가 나타난 걸까요?

기존에 1기가 서비스는 분명히 1기가 전체를 여러 단말기들이 나눠서 사용했었는데.. 10기가 서비스를 가입해도 10기가를 나눠 쓰는게 불가능하고 한대만 풀 스피드를 쓰고 나머지는 기존의 1기가 서비스로 사용할 수 밖에 없다니…

이유는 통신사의 인프라에 접속해 사용자들이 사용해야하는 10기가 공유기가 없기 때문입니다.

아니? 디지털존 (WeVO), AnyGate , 벨킨 (PlayMax), 샤오미 (mi Wi-Fi mini, nano), 화웨이, 이지넷유비쿼터스 (NEXT), 유니콘정보시스템 (UNICORN), ASUS, 블래스컴 정보통신 (ZIO), D-Link (디링크), ipTIME (EFM 네트웍스), NETGEAR, netis 까지 수많은 공유기 제조사들이 있는데 아직도 그걸 안 만들었다고?

아니요. 못 만들었습니다.

기존의 공유기들은 1기가 속도의 NAT(외부 공인 아이피 주소와 내부 사설 아이피 주소를 변환해주는 역할)을 처리하기 위해 하드웨어 NAT 가속기를 사용합니다. 실제로는 메인 칩 내부에 내장되 있는 칩의 한 부분이죠) 그런데 10배로 높아진 처리량을 감당할 수 있는 하드웨어 방식의 NAT 가속기는 아직 출시된 바 없고, 위에 열거된 공유기 제조사가 아닌 이런 공유기 회사에 프로세서를 공급해주는 칩셋 제조사들 (리얼텍, 마벨, 인텔, 퀄컴, 브로드컴, 미디어텍 등)에서 공유기같은 저가형 모델을 위한 칩을 공급할 명확한 계획이 없습니다.

그럼 대안은?

한번 구글링을 해보시면 아실테지만, 현재의 상황에서 아래의 옵션 중 한가지를 선택해야 합니다.

• 소음문제가 있고 전기는 엄청 먹겠지만, 충분한 하드웨어 성능을 지닌 최신 i7이상의 컴퓨터에 10기가 2포트 이상의 이더넷 카드를 장착하고 소프트웨어적으로 10기가 NAT을 처리해줄 수 있는 리눅스 기반의 전용운영체제를 설치해서 사용하는 방법.
• 무지무지 비싸지만 기업에서나 쓰는 어플리케이션 게이트웨이 장비 중 10기가 NAT 를 지원하는 장비를 구매하는 방법(기본 천만원 이상 합니다.)
• 거의 유일한 그나마 저렴한 옵션은 미크로틱 에서 제조하는 CCR1036 이상의 라우터 장비를 구매하는 방법(국내기준 250만원에 부가세 별도)
• 유비쿼티 사에서 매우 잠시(?) 생산하던 UniFi Security Gateway XG 란 제품이 있었는데 이게 그나마 성능이 좀 나오던 건데 생산을 중단했다. 혹시 중고라도 구할 수 있다면 가장 싼 방법인데.. 기존 사용자 입장에서 중고로 팔 가능성이 없습니다. 그들에게도 대안이 없으니.
  

자 어찌되었든 10기가 인터넷을 개통하고 위의 옵션 중 하나를 선택해서 성공적으로 10기가 공유기 환경을 만들었다고 칩시다.

그 다음 문제는 실제로 내가 사용할 PC들에서 10기가 인터넷을 사용하고 싶고, 내부망도 그에 어울리게 10기가로 업그레이드 하고 싶은데 어찌해야 할까요?

왜 가정이나 소호나 회사에서 10기가 내부 네트워크가 필요할까요? 당연히 사용자들이 10기가 인터넷을 잘 사용할 수 있습니다. 물론 모든 사용자의 동시 최대 사용 속도는 10기가 이하로 제한됩니다. 그 외에도 내부 사용자간 파일 전송이나 공유 속도도 10기가로 업그레이드 됩니다. 이런 내부 속도 상승의 가장 큰 혜택은 사용자간 자료 공유 입니다. USB 3.0의 이론상 속도가 5gbit/sec 이고 USB3.1이 10gbit/sec 그리고 흔히 내장 드라이브로 사용하는 sata3 규격의 최대속도는 6gbit/sec 입니다. 그 중에서도 최신 NVME 방식의 내장 스토리지 드라이브의 최대 전송 속도는 25gbit/sec에 달합니다.

그래서 큰 용량의 파일을 옮길 때 보통은 USB3.1 을 지원하는 외장 SSD 를 사용하는 것이 가장 효율이 좋고 이때 500Mbyte/sec 정도의 속도로 파일을 복사할 수 있습니다.

이에비해 기존의 1기가 속도의 네트워크를 통해 기대할 수 있는 전송속도는 겨우 100Mbyte/sec 정도로 상대적으로 답답하게 느껴집니다.

그런데 만일 10기가 내부 네트워크를 구축한다면 이론상 1Gbyte/sec 정도로 USB 3.1을 뛰어넘는 복사 속도를 기대할 수 있습니다. 물론 스토리지 의 속도가 충분히 지원을 해야합니다.

일단 현실을 둘러봅시다.

일부 서버와 NAS를 제외하고 10기가 랜 포트가 보드에 내장된 경우는 없으니 당연히 PC에도 없고, AP 에도 없습니다.

그럼 10기가 속도를 지원하는 네트워크 카드 와 연결 방식을 고민해야 합니다.

10기가 네트워크를 구축하는 방식은 크게 기존의 랜 케이블과 같은 RJ45 포트를 사용하는 방식과 SFP+ 라 불리는 광 방식이 있습니다. 기존의 RJ45 케이블을 사용하는 방식은 일단 RJ45 방식의 10기가 여러 포트를 지원하는 스위치를 구매하여야 하고, 케이블은 좀 비싼 카테고리 6e 이상에 전용 랜카드를 구매하면 됩니다.

케이블은 대략 몇 만원이면 살 수 있고 RJ45 방식의 10기가 지원 네트워크 카드도 10만원 이하면 저가형으로 구할 수 있고, 스위치는 국내에서 구할 수 있으면서 많이 알려져 있는 가장 저렴한 장비가 넷기어 사의 xs708e 이고 8포트에 70~80만원 합니다.

하지만 미크로틱 사의 12포트 10기가 스위치인 CRS312-4C+8XG-RM이 88만원에 출시될 예정이라 고려해 볼만 합니다.

특히 미크로틱사의 제품은 12포트중 4포트를 광 또는 RJ45 방식중 선택해서 사용할 수 있습니다. 대단한 장점이죠.

이제부터 이런 광 방식의 연결을 알아보겠습니다.

광방식의 연결은 과거에 수많은 규격이 있었습니다만 최근엔 대부분 SFP 라 부르는 규격을 사용하고 그중에서도 10기가 또는 25기가 속도를 지원하는 것을 SFP+ 라고 부릅니다. 여기에는 지빅이라 불리는 모듈과 광케이블을 조합해서 상요하는 방식과 다이렉트 케이블을 직접 연결하는 방식이 있습니다.

이 두가지는 장단점이 아닌 용도의 차이인데, 광모듈인 지빅과 케이블에 따라 최대 수십킬로미터 전송이 가능한 것이 장점이라면, 가정이나 작은 규모의 사무실에 사용하는 용도거나 같은 랙 내부처럼 짧은 거리에 사용하기엔 모듈+ 패치 광케이블 비용이 높아 이를 대체하기 위해 양쪽에 미리 모듈이 내장된 다이렉트 케이블도 많이 사용됩니다.

다이렉트 케이블도 구리선을 다용하는 DAC(direct access cable) 과 광케이블을 이용하는 AOC(active optical cable) 방식이 있습니다. 가격측면에서는 AOC 가 약간 높지만 DAC 의경우 최대 7미터정도로 거리가 제한되는데 비해 AOC는 200미터 까지 가능해서 용도에 맞게 사용하시면 되며, 혼용도 가능합니다.

이런 광방식의 네트워크를 구성하기 위해서는 당연히 사용자의 컴퓨터에도 광방식을 지원하는 아래와 같이 생긴 네트워크 어뎁터가 필요합니다.

여기에 광모듈을 끼우고 광 케이블을 연결하거나 DAC,AOC 등을 사용하면 됩니다.

아래에 각 방식에 대한 설명을 참조하시기 바랍니다.

위 그림의 설명을 통해 기존의 방식인 (광 방식 네트워크 카드-모듈-광케이블-모듈-스위치(또는 광 방식 네트워크 카드) 방식과의 차이를 알 수 있습니다.

내부 네트워크를 구성하는 방식으로 선택한 것이 광 방식 이라면 이제 실제로 구현을 어찌하는지 생각해보겠습니다.

당연히

10기가 지원 모뎀이 제일 상단에 위치 합니다. 아직까지는 RJ45방식만 지원하기 때문에 변환을 해주기 위해 광-이더넷 변환 모듈을 사용해줘야 합니다.

이렇게 10기가 모뎀에서 온 공인 아이피 주소를 제공하는 회선을 WAN 이라고 하고, 내부 사설 아이피를 사용하는 네트워크를 LAN 이라고 칭해기로 합니다. 그리고 이 경우엔 미크로틱사의 CCR1036을  스위치는 CRS309를 사용하기로 합니다.

위 그림과 같이 구성하면, 먼저 TV 의 경우 KT모뎀의 남아있는 1기가 포트에 연결하여 혹시 발생할 수 있는 호환성 문제를 예방합니다.

또 기존에 KT 에서 제공하는 무선 공유기도 마찬가지로 KT모뎀의 남아있는 1기가 포트에 연결하여 외부 방문 손님 전용으로 사용합니다.

그리고 CCR1036 의 10기가 광포트 중 한 개를 WAN 으로 사용하기 위해 광-RJ45 변환모듈을 사용해서 KT 모뎀의 10기가 포트와 연결합니다. LAN 에 연결된 모든 장비는 이 WAN 을 통해 10기가 인터넷을 사용합니다.

CCR1036 에 남아있는 1기가 포트들에 전화기나 프린터 내부용 무선AP 등 10기가를 지원하지 않는 기존 네트워크 장비들을 연결해 줍니다.

그리고 CCR1036에 남아있는 10기가 포트와 CRS309의 10기가 포트를 AOC 나 DAC 케이블을 이용해 연결합니다.

마지막으로 LAN 에서 사용할 PC 들의 경우 10기가 지원 광 랜카드를 설치하고, 만일 랜카드 확장을 지원하는 NAS 등도 10기가 광랜카드를 설치해 줍니다.

그리고 이렇게 설치가 완료된 10기가 광랜카드들을 모두 AOC 나 DAC 을 이용해서 CRS309의 10기가 광포트와 연결합니다.

이렇게 구성함으로서 모든 내부 PC와 NAS 는 10기가 속도로 내부 자료 공유가 가능하며, 기존의 프린터, 전화기, 무선 AP 와 이 AP에 무선으로 접속하는 모든 장비가 동일한 LAN 네트워크로 구성이 됩니다.

복잡하고 돈도 많이 들고 기존의 1기가 서비스와는 많이 달라져서 이런저런 귀찮은 일이 많지만, 한번 구축해 놓으면 확실하 만족스런 경험을 제공 할거라 예상합니다.

물론, 자료공유 필요없고 혼자 PC 한대 쓰는 분들에게는 전혀 해당되지 않지만, 소호 이면서 대용량 자료 공유가 빈번한 경우라면 꼭 한번 시도해 보시기를 권해 드립니다.

대략 예산을 뽑아보면.

10기가 인터넷 가입 : 월 8.8만원

CCR1036 및 CRS309 구입  : 350만원

10기가 랜카드 구입 : PC 한대당 10만원 정도

10기가 DAC 케이블 구입 : 3미터~7미터 약 5~10만원 정도

10기가 AOC 케이블 구입 : 10미터에서~30미터 약 15~30만원 정도

입니다. 참조하시기 바랍니다.