면접을 위한 CS 전공 지식 노트-[2.3 네트워크 기기]

2.3.1 네트워크 기기의 처리 범위

네트워크 기기는 계층별로 처리 범위를 나눌 수 있다. 

• 물리 계층 처리할 수 있는 기기
• 링크 계층을 처리할 수 있는 기기

* 상위 계층을 처리하는 기기는 하위 계층을 처리할 수 있지만 반대는 불가능하다. ex) L7 스위치는 애플리케이션 계층을 처리하는 기기로서 하위 계층을 포괄적으로 처리할 수 있지만, AP의 경우 물리 계층 밖에 처리하지 못한다. 

 

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

2.3.2 애플리케이션 계층을 처리하는 기기

애플리케이션 계층을 처리하는 기기로는 L7 스위치가 있다. 

 

L7

여러 장비 연결 + 데이터 통신을 중재 + 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보내는 네트워크 장비이다.

기능

• 로드벨런서라고도 하며 서버의 부하를 분산하는 기기이다. 클라이언트의 요청을 분산하는 역할을 담당하며 트래픽 증가를 목표로 한다. URL, 서버, 캐시, 쿠키들을 기반으로 트래픽 분산을 한다. 
• 바이러스, 불필요한 외부 데이터 필터링 기능 
• 트래픽 모니터링

L4 vs L7

L4	L7
로드벨런서 O	로드벨런서 O
전송 계층 처리	애플리케이션 계층 처리
IP와 포트를 기반으로 트래픽 분산 처리	IP+PORT,URL,서버,캐시,쿠기 기반으로 트래픽 분산 처리
클라우드 서비스(Network Load Blanacer)를 이용	Application Load Balancer를 이용

 

헬스 체크

전송 주기 + 재전송 횟수 등을  설정한 후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것을 말한다. (비정상적인 서버를 판별하기 위해)

서버에 부하가 가지 않을 정도로의 횟수 조절이 필요하다. (TCP/HTTP 등 다양한 방식으로 요청을 보낸다) 요청이 정상적으로 이루어진다면 정상 서버로 판별한다. ex) TCP 요청을 보냈는데 3 way-handshake가 이루어지지 않는다면 정상적인 서버X

 

로드벨런서를 이용한 서버 이중화

안정적인 서비스를 제공을 위해 2대 이상의 서버는 필수이다. 

2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP 제고  이를 기반으로 안정적인 서비스를 제공한다.

위 그림처럼 로드벨런서가 제공한 0.0.0.12010이란 가상 IP 사용자들이 접근하고 뒷단에 사용 가능한 서버인 0.0.012011과 0.0.0.12012를 기반으로 서빙한다. 따라서, 한 쪽에 장애가 발생하더라도 다른 서버로 안정적인 서비스를 제공할 수 있게 된다. 

 

2.3.3 인터넷 계층을 처리하는 기기 

인터넷 계층을 처리하는 기기로는 라우터, L3 스위치가 있다.

 

라우터 (Router)

여러 개의 네트워크 연결, 분할, 구분시키는 역할을 한다. 다른 네트워크에 존재하는 장치들끼리 데이터 교환 시 패킷 소모를 최소화 + 경로 최적화 => 최소 경로로 패킷을 포워딩하는 라우팅을 하는 장비이다.

분류

• 소프트웨어 기반 라우터
• 하드웨어 기반 라우터

 

L3 스위치

L2 스위치의 기능 + 라우팅 기능을 가진 장비를 말한다. 즉, 라우터라고 봐도 무방하다. L3의 경우 하드웨어 기반 라우터이다.

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 테이터 링크 계층을 처리하는 기기

데이터 링크 계층을 처리하는 기기로는 L2 스위치와 브리지가 있다. 

 

L2 스위치

L2 스위치는 장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리, 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송을 담당한다. 

• IP 주소 이해X
• MAC 주소를 읽어 스위칭하는 역할을 담당한다.  (목적지에 MAC 주소 테이블이 없다면 전체 포트에 전달) 

브리지 (Bridge)

두 개의 근거리 통신망(LAN)을 상호 접속할 수 있도록 통신망 연결 장치이다. 포트와 포트 사이 다리 역할을 한다. (받은 MAC주소를 MAC 주소 테이블에서 관리한다)

2.3.5 물리 계층을 처리하는 기기

물리 계층을 처리하는 기기는 NIC,리피터, AP가 있다. 

 

NIC (Network Interface Card)

2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는 데 사용하며, 네트워크와 빠른 속도로 데이터 송수신할 수 있도록 컴퓨터 내에 설치한느 확장 카드이다. 

각 LAN 카드에는 구분을 위한 식별번호인 MAC 주소가 있다. 

 

리피터 (repeater)

약해진 신호를 증폭하여 다른 쪽으로 전달하는 장치이다.

패킷이 더 멀리갈 수 있게 된다. (광케이블 보급에 따라 현재는 사용X)

 

AP (Access Point)

패킷을 복사하는 기기이다.

• AP에는 유선 LAN을 연결 후 다른 장치에서 무선 LAN 기술(와이파이)으 사용하여 무선 네트워크 이용 가능