면접을 위한 CS 전공지식 노트 정리 - 2.3 네트워크 기기

 

📌 2.3.1 네트워크 기기의 처리 범위 

- 계층별로 처리 범위를 나눌 수 있음

- 상위 계층을 처리하는 기기는 하위 계층 처리 가능, 그 반대는 불가능

- L7 스위치는 애플리케이션 계층을 처리하는데 그 밑의 모든 계층의 프로토콜을 처리할 수 있음

 

 

📌 2.3.2 애플리케이션 계층을 처리하는 기기

💡 L7 스위치 (로드밸런서)

- 여러 장비를 연결하고 데이터 통신을 중재

- 목적지가 연결된 포트로만 데이터 전송

- 서버의 부하 분산

- 클라이언트로부터 오는 요청들을 뒤쪽의 여러 서버로 나누는 역할 수행 (로드밸런서)

- 시스템이 처리할 수 있는 트래픽 증가가 목표 

- 정기적으로 헬스 체크하여 장애 발생 서버 트래픽 분산 대상에서 제외

 

L4 스위치와 L7 스위치 차이 

- L4 스위치도 로드밸런서 - 인터넷 계층을 처리하는 기기

- 메시지 기반 인식 불가능

- IP와 포트를 기반으로 트래픽을 분산, 반면 L7 로드밸런서는 URL, HTTP 헤더, 쿠키로도 트래픽 분산

 

헬스 체크

- 정상적인 서버 또는 비정상적인 서버를 판별하기 위해 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것

- 서버에 부하가 가지 않을 만큼 요청 횟수가 적절해야 함

 

로드밸런서를 이용한 서버 이중화

- 2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP를 제공하여 안정적인 서비스 제공

- 가상 IP에 사용자들이 접근하고 뒷단에 사용 가능한 서버 2대를 기반으로 서빙

 

📌 2.3.3 인터넷 계층을 처리하는 기기 (Network layer)

- 라우터, L3 스위치

💡 라우터

- 여러 개의 네트워크를 연결, 분할, 구분

- 다른 네트워크 장치끼리 데이터를 주고받을 때 최소 경로로 패킷을 포워딩

 

💡 L3 스위치

- L2 스위치의 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비

- 라우터라 해도 무방

- 라우터: 소프트웨어 기반 라우팅 / 하드웨어 기반의 라우팅

- L3 스위치는 하드웨어 기반의 라우팅 담당

 

 

📌  2.3.4 데이터 링크 계층을 처리하는 기기 (Data-Link layer)

- L2 스위치, 브리지

💡 L2 스위치

- 장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리

- 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송

- IP 주소를 기반으로 라우팅 불가, 단순히 패킷의 MAC 주소를 읽어 스위칭

- 목적지가 MAC 주소 테이블에 없다면 전체 포트에 전달! 리피팅~

 

💡 브리지

- 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

- 서로 다른 LAN 등으로 이루어진 하나의 통신망을 구축

 

📌 2.3.5 물리 계층을 처리하는 기기 (Physical layer)

- NIC, 리피터, AP

💡 NIC

- 네트워크 인터페이스 카드!!

- 2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는 데 사용

- 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신할 수 있는 확장 카드

- 각 LAN 카드에 고유 식별번호인 MAC 주소가 있음!!

 

💡 리피터

- 들어오는 약해진 신호 정도를 증폭하여 다른 쪽으로 전달

- 패킷이 더 멀리 갈 수 있당

- 광케이블이 보급됨에 따라 현재는 잘 쓰이지 않음

 

💡 AP

- 패킷을 복사하는 기기

- AP에 유선 LAN을 연결한 후 다른 장치에서 무선 LAN 기술을 사용하여 무선 네트워크에 연결할 수 있음

 

 

📌 요약

`2.3.1 네트워크 기기의 처리 범위`

- 계층별 처리 범위가 있음!

- 상위 계층 기기는 하위 계층을 처리 가능함

- L7 스위치: 애플리케이션 계층과 그 밑의 모든 계층 처리 -> 제일 상위 계층!

 

`2.3.2 애플리케이션 계층을 처리하는 기기`

L7 스위치 (로드밸런서)

- 여러 장비 연결 및 데이터 통신 중재

- 포트 기반 데이터 전송

- 서버 부하 분산

- 클라이언트 요청을 여러 서버로 분배

- 트래픽 처리량 증가 목표

- 헬스 체크로 장애 서버 제외

 

L4 스위치와 L7 스위치의 차이

L4 스위치

- 인터넷 계층 처리

- IP와 포트 기반 트래픽 분산

 

L7 스위치

- URL, HTTP 헤더, 쿠키 기반 트래픽 분산

 

헬스 체크

- 정상/비정상 서버 판별 요청

- 서버 부하 최소화 요청 횟수 필요

 

로드밸런서를 이용한 서버 이중화

- 2대 이상의 서버 기반 가상 IP 제공

- 가상 IP를 통한 사용자 접근 및 서비스 제공

 

`2.3.3 인터넷 계층을 처리하는 기기 (Network layer)`

라우터

- 여러 네트워크 연결, 분할, 구분

- 최소 경로로 패킷 포워딩

 

L3 스위치

- L2 스위치 기능 + 라우팅 기능

- 라우터와 유사, 하드웨어 기반 라우팅 담당

 

`2.3.4 데이터 링크 계층을 처리하는 기기 (Data-Link layer)`

L2 스위치

- MAC 주소 관리 (MAC 주소 테이블)

- 패킷 전송: MAC 주소 기반 스위칭

- 목적지 MAC 주소 미존재 시 전체 포트 전송

 

브리지

- 두 개의 LAN 상호 접속

- 포트 간 다리 역할

- MAC 주소 관리 (MAC 주소 테이블)

 

`2.3.5 물리 계층을 처리하는 기기 (Physical layer)`

NIC (네트워크 인터페이스 카드)

- 네트워크 구성

- 고유 MAC 주소 보유

 

리피터

- 신호 증폭 및 전달

- 현재는 광케이블 보급으로 사용 감소

 

AP (액세스 포인트)

- 패킷 복사 및 무선 네트워크 연결