[네트워크] 네트워크 기기

본 게시글은 [면접을 위한 CS 전공지식 노트]를 기반으로 개인 학습 내용을 정리한 글입니다.

네트워크 기기

네트워크 기기의 처리범위

상위 계층을 처리하는 기기는 하위계층을 처리할 수 있다.

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

애플리케이션 계층을 처리하는 기기

스위치란
여러 장비를 연결, 데이터 통신을 중재, 목적지가 연결된 포트로만 전기 신호를 보내 데이터를 전송하는 통신 네트워크 장비

L7 스위치
= 로드밸런서, 서버의 부하를 분산하는 기기
URL, 서버, 캐시, 쿠키들을 기반으로 클라이언트의 요청들을 여러 서버로 나눔
목표: 시스템이 처리할 수 있는 트래픽 증가

L7 vs L4

구분	L4 (Transport Layer)	L7 (Application Layer)
기준	IP, Port, 프로토콜(TCP/UDP)	데이터 내용(애플리케이션 데이터)
제어 단위	세션, 연결	요청/응답, 콘텐츠
예시	포트 80 → 허용 / 차단	특정 URL(예: /login) 차단
성능	빠름, 부하 적음	느림, 부하 많음
활용	로드 밸런서, 방화벽(기본)	웹 방화벽(WAF), L7 스위치

헬스체크(health check)
장애가 발생한 서버가 있다면, 트래픽 분산 대상에서 제외하기 위해, 정기적으로 이용

• 서버에 부하가 되지 않을 만큼 요청 횟수가 적절해야함
• 예) TCP요청을 보냈는데, 3-way handshake가 정상적으로 일어나지 않았다면 정상이 아닌 것

로드밸런서를 이용한 서버 이중화
서비스를 안정적으로 운용하기 위해 2대 이상의 서버는 필수적

1. 사용자는 가상IP에 접근
2. 가상IP 뒷단에 사용 가능한 서버 존재

인터넷 계층을 처리하는 기기

라우터, L3 스위치가 있음

라우터
여러개의 네트워크를 연결, 분할, 구분시켜주는 역할
패킷 소모를 최소화, 경로를 최적화

1. 패킷 전달(Forwarding) – 들어온 데이터 패킷을 올바른 경로로 보냄.
2. 경로 선택(Routing) – 목적지까지 가는 최적의 경로를 계산.
3. 네트워크 분할 – 브로드캐스트 도메인을 분리하여 충돌/부하 감소.

L3스위치
L2스위치의 기능과 라우팅 기능을 갖춘 장비

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

데이터 링크 계층을 처리하는 기기

L2 스위치
장치들의 MAC 주소를 MAC 주소 테이블을 통해 관리, 연결된 장치로부터 패킷이 왔을 때 패킷 전송 담당
IP 주소를 이해하지 못함, IP 주소를 기반으로 라우팅 불가능, 패킷의 MAC 주소를 읽어 스위칭하는 역할
목적지가 MAC주소 테이블에 없다면 전체 포트에 전달, MAC 주소 테이블의 주소는 일정 시간 이후 삭제하는 기능 있음

브리지
두 개의 근거리 통신망(LAN)을 상호 접속할 수 있도록 하는 통신망 연결 장치
MAC 주소 테이블 관리
통신망 범위를 확장하고 서로 다른 LAN 등으로 이루어진 ‘하나의’ 통신망을 구축할 때 쓰임

물리 계층을 처리하는 기기

NIC(Network Interface Card)
= LAN 카드
2대 이상의 컴퓨터 네트워크를 구성하는 데 사용, 데이터를 송수신할 수 있도록 컴퓨터 내에 설치하는 확장 카드

리피터
약하게 들어오는 신호 정도를 증폭해 다른 쪽으로 전달하는 장치
리피터를 통해 패킷이 더 멀리갈 수 있음, 광테이블이 보급되면서 잘 쓰이지 않음

AP
패킷을 복사하는 기기

IP 주소