네트워크 기기
1. 네트워크 기기의 처리 범위
네트워크 기기는 계층별로 처리 범위를 나눌 수 있음.
물리 계층, 링크 계층을 처리할 수 있는 기기 등
상위 계층을 처리하는 기기는 하위 계층을 처리할 수 있지만 반대는 불가능
애플리케이션 계층을 처리하는 L7 스위치는 그 밑의 모든 계층의 프로토콜을 처리 가능하지만
물리 계층의 AP는 해당 계층만 처리 가능
- 애플리케이션 계층: L7 스위치
- 인터넷 계층: 라우터, L3 스위치
- 데이터 링크 계층: L2 스위치, 브리지
- NIC, 리피터, AP
2. 애플리케이션 계층을 처리하는 기기
L7 스위치
스위치는 여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재
목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보내 데이터를 전송하는 통신 네트워크 장비
- L7 스위치는 로드밸런서라고도 하며, 서버의 부하는 분산하는 기기
- 클라이언트로부터 오는 요청들을 뒤쪽의 여러 서버로 나누어 시스템이 처리할 수 있는 트래픽 증가를 목표
- URL, 서버, 캐시, 쿠키들을 기반으로 트래픽 분산
- 바이러스 불필요한 외부 데이터 등을 걸러내는 기능
- 응용 프로그램 수준의 트래픽 모니터링 가능
- 정기적 헬스 체크(health check)를 이용하여 장애가 발생한 서버가 있으면 이를 트래픽 분산 대상에서 제외
L4 스위치와 L7스위치 차이
로드밸런서로는 L4 스위치도 있음.
L4스위치는 전송 계층을 처리하는 기기로 스트리밍 관련 서비스에서는 사용 불가
IP와 포트(특히 포트)를 기반으로 트래픽을 분산
반면에 L7 로드밸런서는 IP, 포트 외에도 URL, HTTP 헤더, 쿠키 등을 기반으로 트래픽을 분산
클라우드 서비스(ex: AWS 등)에서 L7 스위치를 이용한 로드밸런싱은 ALB(Application Laod Balancer) 컴포넌트로 함.
L4 스위치를 이용한 로드밸런싱은 NLB(Network Load Balancer) 컴포넌트
헬스 체크
L4 스위치 또는 L7 스위치 모두 헬스 체크를 통해 정상적인 서버 또는 비정상적인 서버를 판별
헬스 체크는 전송 주기, 재전송 횟수 등을 설정한 이후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것
이때 서버에 부하가 되지 않을 만큼 요청 횟수가 적절해야 함.
TCP, HTTP 등 다양한 방법으로 요청을 보내며 이 요청이 정상적으로 이루어졌다면 정상적인 서버로 판별
로드밸런서를 이용한 서버 이중화
로드밸런서의 대표적인 기능 서버 이중화가 있음.
서비스를 안정적으로 운용하기 위해서는 2대 이상의 서버는 필수
에러가 발생하여 서버 1대가 종료되더라도 서비스는 안정적으로 운용되어야 함.
로드밸런서는 2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP를 제공해 안정적인 서비스 제공
3. 인터넷 계층을 처리하는 기기
라우터(Router)
"다른 네트워크에 존재하는 장치끼리 서로 데이터를 주고받을 때 패킷 소모를 최소화하고 경로를 최적화하여 최소경로로 패킷을 포워딩하는 라우팅 장비"
라우터는 여러 개의 네트워크를 연결, 분할, 구분시켜 주는 역할
L3 스위치
L3 스위치란 L2 스위치의 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비
라우터는 소프트웨어 기반의 라우팅과 하드웨어 기반의 라우팅을 하는 것으로 나눠짐.
하드웨어 기반의 라우팅을 담당하는 장치가 L3 스위치
| 구분 | L2 스위치 | L3 스위치 |
| 참조 테이블 | MAC 주소 테이블 | 라우팅 테이블 |
| 참조 PDU | 이더넷 프레임 | IP 패킷 |
| 참조 주소 | MAC 주소 | IP 주소 |
4. 데이터 링크 계층을 처리하는 기기
L2 스위치
L2 스위치는 장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리, 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송을 담당
IP 주소를 이해하지 못해 IP 주소를 기반으로 라우팅은 불가능. 단순히 패킷의 MAC 주소를 읽어 스위칭하는 역할
목적지가 MAC 주소 테이블에 없다면 전체 포트에 전달하고 MAC 주소 테이블의 주소는 일정 시간 이후 삭제하는 기능
브리지(Bridge)
브리지는 두 개의 근거리 통신망을 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치
포트와 포트 사이의 다리 역할, 장치에서 받아온 MAC 주소를 MAC 주소 테이블로 관리
통신망 범위를 확장하고 서로 다른 LAN 등으로 이루어진 하나의 통신망을 구축할 때 쓰임.
5. 물리 계층을 처리하는 기기
NIC(Network Interface Card)
LAN 카드라고 하는 NIC는 2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는 데 사용
네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있도록 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드
각 LAN 카드에는 주민등록번호처럼 각각을 구분하기 위한 고유의 식별번호인 MAC주소가 있음
리피터(Repeater)
들어오는 약해진 신호 정도를 증폭하여 다른 쪽으로 전달하는 장치
이를 통해 패킷이 더 멀리 갈 수 있음. 그러나 광케이블이 보급됨에 따라 현재는 잘 쓰이지 않는 장비
AP(Access Point)
패킷을 복사하는 기기
AP에 유선 LAN을 연결한 후 다른 장치에서 무선 LAN 기술(와이파이)등을 사용하여 무선 네트워크 연결을 할 수 있음.
'면접을 위한 CS 전공지식 노트'를 기반으로 작성한 글입니다.