[CS 전공지식 #5] 챕터2-3. 네트워크 기기

목차

3. 네트워크 기기

2.3.1 네트워크 기기의 처리 범위

2.3.2 애플리케이션 계층을 처리하는 기기

2.3.3 인터넷 계층을 처리하는 기기

2.3.4 데이터 링크 계층을 처리하는 기기

2.3.5 물리 계층을 처리하는 기기

챕터2. 네트워크

3. 네트워크 기기

네트워크 기기는 계층별로 처리 범위 나눌 수 있음
- 물리 계층 처리할 수 있는 기기, 데이터 링크 계층을 처리할 수 있는 기기 등
- 상위 계층 처리하는 기기는 하위 계층 처리 가능
- 하위 계층 처리하는 기기는 상위 계층 처리 불가
애플리케이션 계층: L7 스위치
인터넷 계층: 라우터, L3 스위치
데이터 링크 계층: L2 스위치, 브리지
물리 계층: NIC, 리피터, AP

L7 스위치: 애플리케이션 계층 처리하는 기기
- 스위치: 여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재하며 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보내 데이터를 전송하는 통신 네트워크 장비
- L7 스위치 = 로드밸런서: 서버의 부하를 분산하는 기기
- 클라이언트로부터 오는 요청들을 뒤쪽의 여러 서버로 나누는 역할, 시스템이 처리할 수 있는 트래픽 증가를 목표로 함
- URL, 서버, 캐시, 쿠키들을 기반으로 트래픽 분산
- 바이러스, 불필요한 외부 데이터 등을 걸러내는 필터링 기능
- 응용 프로그램 수준의 트래픽 모니터링 가능
- 장애 발생 서버 존재 → 이를 트래픽 분산 대상에서 제외 → 정기적으로 헬스 체크를 이용해 감시

L4 스위치와 L7 스위치 차이
- L4 스위치도 로드밸런서 역할
  - 전송 계층을 처리하는 기기
  - 스트리밍 관련 서비스에서 사용 불가, 메세지 기반으로 인식 X, IP와 포트를 기반으로 트래픽 분산
  - 클라우드 서비스에서 NLB (Network Load Balancer) 컴포넌트
- L7 로드밸런서: IP, 포트 외에도 URL, HTTP 헤더, 쿠기 등을 기반으로 트래픽 분산
  - 클라우드 서비스에서 ALB (Application Load Balancer) 컴포넌트
헬스 체크
- 전송 주기와 재전송 횟수 등을 설정한 이후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것
  - L4 스위치 또는 L7 스위치 모두 헬스 체크를 통해 정상적인 서버 또는 비정상적인 서버 판별
  - 서버에 부하가 되지 않을 만큼 적절히 요청 횟수 설정
  - TCP, HTTP 등 다양한 방법으로 요청 보냄 → 정상적으로 이루어짐 → 정상적인 서버 판별
로드밸런서를 이용한 서버 이중화
- 로드밸런서의 대표적인 기능: 서버 이중화
  - 서비스를 안정적으로 운용 → 2대 이상 서버 필수적
- 2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP를 제공 → 안정적인 서비스 제공

라우터, L3 스위치
라우터 router
- 여러 개의 네트워크를 연결, 분할, 구분시켜주는 역할
- 다른 네트워크에 존재하는 장치끼리 서로 데이터를 주고 받을 때 패킷 소모를 최소화, 경로를 최적화 → 최소 경로로 패킷을 포워딩
L3 스위치
- L2 스위치의 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비
- L3 스위치를 라우터라고 해도 무방
- 라우터: 소프트웨어 기반의 라우팅과 하드웨어 기반의 라우팅을 하는 것으로 나눠짐
  - 하드웨어 기반의 라우팅 담당하는 장치 = L3 스위치

L2 스위치와 브리지
L2 스위치
- 장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리
- 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송을 담당
- 2계층(데이터 링크 계층) 에서 작동하기 때문에 IP 주소를 이해 불가
  - → 단순히 패킷의 MAC 주소를 읽어 스위칭하는 역할
브리지 bridge
- 두 개의 근거리 통신망 LAN을 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” 통신망 구축 시 사용됨

NIC, 리피터, AP
NIC
- LAN 카드라고 하는 네트워크 인터페이스 카드 (NIC, Network Interface Card)
- 2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는 데 사용
- 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있도록 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드
- 각 LAN 카드에는 고유의 식별 번호인 MAC 주소가 있음
리피터 repeater
- 들어오는 약해진 신호 정도를 증폭하여 다른 쪽으로 전달하는 장치
- 패킷이 더 멀리 갈 수 있음
  - 하지만, 광케이블 보급 후 현재 잘 사용 X
AP (Access Point)
- 패킷을 복사하는 기기
- AP에 유선 LAN을 연결한 후 다른 장치에서 무선 LAN 기술 (와이파이 등)을 사용하여 무선 네트워크에 연결 가능