[면접을 위한 CS 전공 지식 노트] 2.3 네트워크 기기

Section 3. 네트워크 기기

2.3.1 네트워크 기기의 처리 범위

네트워크 기기는 계층별로 처리 범위를 나눌 수 있다. 

상위 계층을 처리하는 기기는 하위 계층을 처리할 수 있지만 그 반대는 불가하다. (상➡️하 가능/ 하➡️상 불가능)

계층	네트워크 기기
애플리케이션 계층	L7 스위치
인터넷 계층	라우터, L3 스위치
데이터 링크 계층	L2 스위치, 브리지
물리 계층	NIC, 리피터, AP

 

 

2.3.2 애플리케이션 계층을 처리하는 기기

애플리케이션 계층 처리 기기: L7 스위치

 

스위치란?

여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재한다. 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보내 데이터를 전송하는 통신 네트워크 장비이다.

 

L7 스위치란?

서버의 부하를 분산하는 기기이다. 로드밸런서라고도 한다. 클라이언트-(요청)-> 뒤쪽의 여러 서버로 나누는 역할을 하며 시스템이 처리하는 트래픽의 증가를 목표로 한다.

• URL, 서버, 캐시, 쿠키 기반으로 트래픽 분산
• 필터링 기능: 바이러스, 불필요한 외부 데이터 등을 걸러냄
• 트래픽 모니터링 기능
• 정기적 헬스 체크(health check): 장애가 발생한 서버가 있다면 트래픽 분산 대상에서 제외함
  • 헬스체크란?
    
    • 전송 주기와 재전송 횟수 등을 설정한 이후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것을 말한다. 서버에 부하가 되지 않을 만큼 요청 횟수가 적절해야 한다. TCP, HTTP 등 다양한 방법으로 요청을 보내며 이 요청이 정상적으로 이루어졌다면 정상적인 서버로 판별한다.

로드밸런서: L4 vs L7

L4	L7
- 전송 계층 처리하는 기기 - 스트리밍 관련 서비스 사용 불가 - IP, 포트를 기반으로 트래픽 분산 - 메시지 기반 인식 불가 - 클라우드 서비스에서 로드밸런싱을 NLB(Network Load Balancer) 컴포넌트로 함	- IP, 포트, URL, HTTP 헤더, 쿠키 등을 기반으로 트래픽 분산 - 클라우드 서비스에서 로드밸런싱을 ALB(Application Load Balancer) 컴포넌트로 함

NLB/ ALB 컴포넌트 관련 글 참조: AWS Network Load Balancer 쉽게 이해하기 #1

 

서버 이중화

서비스를 안정적으로 운용하기 위해서 2대 이상의 서버는 필수적이다. 에러가 발생하여 서버 1대가 종료되더라도 서비스는 안정적으로 운용되어야 하기 때문이다. 

로드밸런서는 2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP를 제공하고 이를 기반으로 안정적인 서비스를 제공한다. 

 

2.3.3 인터넷 계층을 처리하는 기기

인터넷 계층을 처리하는 기기: 라우터, L3 스위치

 

라우터

 둘 이상의 패킷 전환 네트워크 또는 서브네트워크를 연결하는 장치이다. 라우터는 데이터 패킷을 의도한 IP 주소로 전달하여 이러한 네트워크 간의 트래픽을 관리하고, 여러 장치가 동일한 인터넷 연결을 사용할 수 있도록 하는 등, 두 가지 주요 기능을 제공한다.

• 역할: 네트워크 연결, 분할, 구분
• 라우팅을 하는 장비
  • 패킷 소모 최소화
  • 경로 최적화
  • 최소 경로로 패킷을 포워딩

 

L3 스위치

• L2 스위치 + 라우팅
• = 라우터

L3 vs L2

구분	L2 스위치	L3 스위치
참조 테이블	MAC 주소 테이블	라우팅 테이블
참조 PDU	이더넷 프레임	IP 패킷
참조 주소	MAC 주소	IP 주소

 

2.3.4 데이터 링크 계층을 처리하는 기기

데이터 링크 계층 처리 기기: L2 스위치, 브리지

 

L2 스위치

MAC 주소 테이블을 통해 관리, 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송 담당

 

브리지

두 개의 LAN을 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치이다. 포트와 포트 사이의 다리 역할을 한다.

장치에서 받아온 MAC 주소를 MAC 주소 테이블로 관리한다. 통신망 범위 확장하고 여러 LAN으로 하나의 통신망을 구축할 때 쓰인다.

 

2.3.5 물리 계층을 처리하는 기기

물리 계층 처리 기기: NIC, 리피터, AP

 

NIC(Network Interface Card)

네트워크 인터페이스 카드를 의미하며 네트워크 인터페이스 컨트롤러라고도 한다. 2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는데 사용하며, 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신 할 수 있도록 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드이다.

 

리피터

약해진 신호 정도를 증폭하여 다른 쪽으로 전달하는 장치이며 이를 통해 패킷이 더 멀리 갈 수 있다. 광케이블의 보급으로 현재는 잘 쓰이지 않는다.

 

AP(Access Point)

패킷을 복사하는 기기이다. AP에 유선 LAN을 연결한 후 다른 장치에서 무선 LAN 기술(와이파이 등)을 사용하여 무선 네트워크 연결을 할 수 있다. 유선 신호를 무선으로 바꿔주거나, 무선 신호를 유선으로 바꾸는 접촉 지점의 역할을 한다.