(OS) 네트워크 기기

* 네트워크 기기 ( network device ) *

네트워크는 여러 개의 네트워크 기기를 기반으로 구축된다. 네트워크 기기는 계층별로 처리 범위를 나눈다. 그리고 상위 계층을 처리하는 기기는 하위 계층을 처리할 수 있지만 그 반대인 하위 계층을 처리하는 기기는 상위 계층을 처리하지 못한다.

네트워크는 사용되는 단말 장치 또는 서비스에 따라서 전신망, 전화망, 컴퓨터 통신망 등으로 발전해 왔으나 컴퓨터 처리와 통신의 결합으로 이들 간의 경계는 없어지고 종합 정보 통신망(ISDN)으로 발전하였으며, 컴퓨터는 컴퓨터실의 경계를 훨씬 벗어나게 되어 분산 컴퓨터 처리를 가능하게 하였다.

 

1. 애플리케이션 계층을 처리하는 기기 

✔ L7 스위치 ( Layer 7 Swith ) 

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L7 스위치는 로드밸런서라고도 하며 쉽게 말해 네트워크 보안 장비의 역할을 하는 것으로 L5와 L6이 L7 스위치에 포함되어 있다고 보면된다. 패킷을 분석해서 어떤 데이터인지 알 수 있는 스위치로 웹 방화벽, 보안 스위치가 여기에 포함된다.

서버의 부하를 분산하는 기기이다. 클라이언트로부터 오는 요청들을 뒤쪽의 여러 서버로 나누는 역할을 하며 시스템이 처리할 수 있는 트래픽 증가를 목표로 한다. 

HTTP의 URL, FTP의 파일명, 서버, 캐시, 쿠키정보들을 기반으로 트래픽을 분산하고 바이러스 또는 불필요한 외부 데이터 등을 걸러내는 필터링 기능 또한 가지고 있다. 

만약 장애가 발생한 서버가 있다면 이를 트래픽 분산 대상에서 제외해야하는데, 이는 정기적으로 헬스 체크(health check)를 이용하여 감시하면서 이루워진다. 

🔸 헬스 체크 

L4 스위치 또는 L7 스위치 모두 헬스 체크를 통해 정상적인 서버 또는 비정상적인 서버를 판별하는데, 헬스 체크는 전송 주기와 재전송 횟수 등을 설정한 이후 반복적으로 서버에 요청을 보내는 것을 말한다. TCP, HTTP등 다양한 방법으로 요청을 보내며 이 요청이 정상적으로 이루어졌다면 정상적인 서버로 판별한다. 

🔸 로드밸런서를 이용한 서버 이중화 

로드밸런서는 대표적인 기능으로 서버 이중화가 있다. 서비스를 안정적으로 운용하기 위해서는 2대 이상의 서버는 필수다. 에러가 발생하여도 다른 서버에서 운용 될 수 있기 때문이다. 로드밸런서는 2대 이상의 서버를 기반으로 가상 IP를 제공하고 이를 기반으로 안정적인 서비스를 제공한다. 

 

2. 인터넷/네트워크 계층을 처리하는 기기 

✔ 라우터 ( Router )

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여러 개의 네트워크를 연결, 분할시켜주는 역할을 하며 "다른 네트워크에 존재하는 장치끼리 서로 데이터를 주고 받을 떄 패킷 소모를 최소화하고 경로를 최적화하여 최소 경로로 패킷을 포워딩"하는 라우팅을 하는 장비이다. 

IP주소를 기반으로 데이터가 이동할 최적의 경로를 결정하며, 결정된 경로에 따라 데이터를 전송한다.라우터는 어떤 경로에 많은 트래픽이 있는 경우 데이터를 다른 경로로 전송하는 등의 Load-Balancing 기능도 지원을 한다.

라우터에 의해 연결된 네트워크를 인터넷이라고 한다. 

✔ L3 스위치  ( Layer 3 Swith ) 

하드웨어 기반의 라우팅 담당하는 장치를 L3 스위치라고 한다. 

 

3. 데이터 링크 계층을 처리하는 기기 

✔ 브리지( Bridge )

두 개의 근거리 통신망(LAN)를 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치로 포트와 포트 사이의 다리 역할을 하며 장치에서 받아온 MAC주소를 MAC주소 테이블 관리한다.

✔ L2 스위치  ( Layer 2 Swith ) 

L2 스위치는 장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리하며, 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송 담당을 한다. IP주소를 이해하지 못해 IP주소 기반으로 라우팅은 불가능하며 단순히 패킷의 MAC 주소를 읽어 스위칭하는 역할을 한다.

🔸 MAC (Media Access Control) 맥 주소

랜카드에 할당된 48비트의 물리적 주소를 맥 주소라 함. 총 48비트 중에 앞의 24비트는 랜카드 제조 회사의 고유 값이고, 뒤의 24비트는 제품의 일련번호와 같이 부여되므로 전 세계의 유일한 주소를 가짐. 

명령 프롬프트 창에 "ipconfig / all "을 입력하면 자신의 컴퓨터에서 사용 중인 랜카드의 맥 주소 확인 가능 

4. 물리 링크 계층을 처리하는 기기 

✔ NIC( Network Interface Card ) / 랜카드 (Lan Card)/ 이더넷 카드(Ethernet Card)

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간단하게 말해서 네트워크 안에서 컴퓨터 간의 통신을 하고자 할 때 사용하는 장비이다. 랜 카드에 맥 주소(MAC Address)가 들어간다. 

2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는 데 사용하며, 네트워크와 빠른 속도로 데이터를 송수신 할수 있도록 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드이다. 

✔ 리피터 ( repeater ) 

직역하면 중계기라는 뜻으로, 들어오면서 약해진 신호 정도를 증폭하여 다른 쪽으로 전달(재전송)하는장치이다. 

🔸 허브 (Hub)

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허브는 다중 포트 리피터이다. 컴퓨터간의 네트워크를 연결해주고 근거리의 다른 네트워크와 연결해준다.라우터 등의 네트워크 장비와 연결해준다. 

✔ AP( Access Point ) 

패킷을 복사하는 기기, 

 

✅ Reference. "공부 목적으로 작성한 글이며, 문제 될시 바로 삭제하겠습니다."
◽ 도서 ◽ 
면접을 위한 CS 전공지식 노트 (길벗, 주홍철)
◽ 사이트 ◽ 
1. L7 스위치 - 해시넷 (hash.kr)
2. [Network][장비] L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7 스위치란? — siAhn (tistory.com)
3. 네트워크 장비 - 해시넷 (hash.kr)
◽ 사진 출처 ◽
사진 1, 사진 2, 사진 3, 사진 4 - 강원대학교 컴퓨터과학전공 ppt ( google 검색창: 네트워크 장비 종류)