2.3 네트워크 기기

윤·2023년 9월 10일

CS network 네트워크

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2.3.1 네트워크 기기의 처리 범위

계층별로 처리 범위를 나눔. 상위 계층 처리 기기는 하위 계층 처리 가능, 그 반대는 불가.

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

2.3.1 애플리케이션 계층 처리 기기

L7 스위치

스위치 : 여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재하며 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보내 데이터를 전송하는 통신 네트워크 장비.
L7 스위치는 로드밸런서고도 하며, 서버의 부하를 분산하는 기기. 클라이언트로부터 오는 요청들은 뒤쪽의 여러 서버로 나누는 역할.
시스템이 처리할 수 있는 트래픽 증가를 목표로 함.

URL, 서버, 캐시, 쿠키들을 기반으로 트래픽 분산. 또한 바이러스, 불필요한 외부 데이터 등을 걸러내는 필터링 기능 가짐. 응용 프로그램 수준의 트래픽 모니터링도 가능.

장애가 발생한 서버가 있다면 이를 트래픽 분산 대상에서 제외해야 하는데, 이는 정기적으로 헬스 체크(health check)를 이용하여 감시하며 이루어짐.

L4 스위치와 L7 스위치 차이

L4 스위치 : 전송 계층을 처리하는 기기. 스트리밍 관련 서비스에 사용 불가. 메시지를 기반으로 인식하지 못하고 IP와 포트를 기반으로(특히 포트) 트래픽 분산.
L7 스위치 : IP, 포트 외에서 URL, HTTP 헤더, 쿠키 등을 기반으로 트래픽 분산

헬스 체크

L4 스위치 또는 L7 스위치 모두 헬스 체크를 통해 정상적인 서버 또는 비정상적인 서버를 판별.
**헬스 체크** : 전송 주기와 재전송 횟수 등을 설정한 이후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것

로드밸런서를 이용한 서버 이중화

로드밸런서의 대표적 기능 서버 이중화. 서비스를 안정적으로 운영하기 위해 2대 이상의 서버는 필수적.
로드밸런서는 2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP를 제공하고 이를 기반으로 안정적인 서비스를 제공한다.

2.3.3 인터넷 계층을 처리하는 기기

인터넷 계층 처리 기기 : 라우터, L3 스위치

라우터

여러 개의 네트워크를 연결, 분할, 구분 시켜주는 역할
"다른 네트워크에 존재하는 장치끼리 서로 데이터를 주고받을 때 패킷 소모를 최소화하고 경로를 최적화하여 최소 경로로 패킷을 포워딩"하는 라우팅을 하는 장비.

L3 스위치

L3 스위치 : L2 스위치의 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비.
L3 스위치를 라우터라고 해도 무방하다.
라우터는 소프트웨어 기반의 라우팅과 하드웨어 기반의 라우팅을 하는 것으로 나눠짐.
하드웨어 기반 라우팅 담당하는 장치를 L3 스위치라고 한다.

2.3.4 데이터 링크 계층을 처리하는 기기

데이터 링크 계층 처리 기기 : L2 스위치, 브리지

L2 스위치

장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리. 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송을 담당한다.

IP 주소를 이해하지 못해 IP 주소 기반의 라우빙 불가능.
단순히 패킷의 MAC 주소를 읽어 스위칭 하는 역할. 목적지가 MAC 주소 테이블에 없다면 전체 포트에 전달하고 MAC 주소 테이블의 주소는 일정 시간 이후 삭제하는 기능도 있다.

브리지

브리지(bridge): 두 개의 근거리 통신망(LAN)을 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치.
포트와 포트 사이의 다리 역할을 하며 장치에서 받아온 MAC 주소를 MAC 주소 테이블로 관리.

통신망 범위를 확장하고 서로 다른 LAN 등으로 이루어진 '하나의' 통신망을 구축할 때 쓰인다.